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Ungewöhnlich tiefe Temperaturen im Bereich der arktischen Ozonschicht führen dort aktuell zu einem rasanten Abbau von Ozon. Die Arktis steuert deshalb auf einen Rekordverlust des Spurengases zu, welches die Erdoberfläche vor der ultravioletten Strahlung der Sonne schützt.

NyAlesund
Luftaufnahme von Ny Alesund auf Spitzbergen. Hier erforscht das AWI die Ozonschicht über der Arktis.

Dies belegen Messungen eines internationalen Netzwerkes aus über 30 Ozonsondierungsstationen, die über die gesamte Arktis und Subarktis verteilt sind und von der Forschungsstelle Potsdam des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) koordiniert werden.

«Unsere Daten zeigen, dass in den letzten Wochen in dem für die Ozonkonzentration entscheidenden Höhenbereich der arktischen Atmosphäre bereits etwa die Hälfte des Ozons zerstört wurde», beschreibt AWI-Forscher Dr. Markus Rex die gegenwärtige Lage. Da die Bedingungen für diesen ungewöhnlich starken Ozonabbau weiter andauern, rechnen wir mit weiteren Ozonverlusten in den nächsten Wochen. Die gegenwärtig zu beobachtenden Veränderungen könnten sich auch ausserhalb der dünn besiedelten Arktis auswirken. Luftmassen, die dem Ozonverlust über der Arktis ausgesetzt sind, driften später oftmals südwärts. Durch die verminderte UV-Schutzwirkung der ungewöhnlich stark angegriffenen Ozonschicht können daher einzelne Episoden hoher UV-Belastung auch in mittleren Breiten auftreten. «Auf ausreichenden Sonnenschutz ist daher in diesem Frühjahr besonders zu achten», empfiehlt Rex.

Ozonverlust-14.03.2011
Die Lage des Polarwirbels am 14. März 2011. Die vom Ozonverlust betroffenen Luftmassen sind rot dargestellt.

Zu Ozonabbau kommt es, wenn die Abbauprodukte von Menschen gemachten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) durch grosse Kälte in aggressive ozonzerstörende Substanzen verwandelt werden. Bereits seit einigen Jahren weisen die Wissenschaftler jedoch auch auf einen Zusammenhang zwischen Ozonverlusten und Klimaveränderungen hin. Im Bereich der arktischen Ozonschicht hat die Häufigkeit kalter Winter seit Mitte des letzten Jahrhunderts zwar eher etwas abgenommen, die Bedingungen während dieser kalten Winter sind aber immer eisiger geworden und haben solch schwerwiegenden Ozonverlust in der Arktis erst ermöglicht. «Der aktuelle Winter setzt die Entwicklung fort, die durchaus im Zusammenhang mit der globalen Klimaerwärmung stehen kann», erläutert Atmosphärenforscher Rex einen nur auf den ersten Blick paradox erscheinenden Zusammenhang. «Vereinfacht gesagt halten steigende Treibhausgaskonzentrationen die Wärmestrahlung der Erde in tieferen Luftschichten zurück und erwärmen diese. In der darüber gelegenen Stratosphäre gelangt weniger der wärmenden Strahlung, dort kommt es dann zu einer stärkeren Abkühlung.» Diese Abkühlung findet ausgerechnet im Bereich der Ozonschicht statt und bewirkt offensichtlich die nun beobachtete Verstärkung des Ozonabbaus. «Die komplizierten Details der Wechselwirkungen zwischen der Ozonschicht und Klimaänderungen sind jedoch noch nicht verstanden und Gegenstand aktueller Forschungsprojekte», so Rex.

Start Ozonsonde
Wöchentlich wird im Sommer eine Ozonsonde von der AWIPEV-Forschungsbasis gestartet, im Winter zwei Mal wöchentlich.

Langfristig wird sich die Ozonschicht durch umfangreiche umweltpolitische Massnahmen zu ihrem Schutz erholen. An dieser Erwartung ändert auch der aktuelle, rekordverdächtige Ozonverlust nichts. «Durch die langfristige Wirkung des Montrealer Protokolls wird nennenswerte Ozonzerstörung ab der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts nicht mehr auftreten», erläutert Markus Rex. Das Montrealer Protokoll ist ein 1987 unter dem Dach der UNO verabschiedetes internationales Abkommen zum Schutz der Ozonschicht, welches inzwischen die Produktion der ozonzerstörenden FCKW weltweit praktisch verbietet. Die bereits freigesetzten FCKW werden allerdings erst in vielen Jahrzehnten wieder aus der Atmosphäre verschwunden sein. Bis dahin hängt das Schicksal der arktischen Ozonschicht wesentlich von der Temperatur in etwa 20 km Höhe ab und ist damit an die Entwicklung des Klimas gekoppelt.

Quelle: AWI, Bremerhaven