Arktis: Bremer Umweltphysiker befürchten massiven Ozonabbau

In diesem Winter kommt es zu erheblichen Ozonverlusten über der Arktis. Möglicherweise werden sie die bisherigen Rekordwerte übertreffen. Diese Befürchtung bestätigen Messungen von Umweltphysikern der Universität Bremen. Die Wissenschaftler Dr. Holger Bremer und Dr. Harry Kuellmann aus der Arbeitsgruppe von Professor Justus Notholt führten in einem Forschungsflugzeug der NASA diese Untersuchungen mit einem eigens entwickelten Messinstrument durch. Das überraschende Ergebnis: hohe Werte an aktivem Chlor und geringe Werte an Salpetersäure. Beide Faktoren deuten darauf hin, dass der Ozonabbau über der Nordhalbkugel bis weit in der Frühling hineinreichen und auch Gebiete über Mitteleuropa umfassen kann.

Die Wissenschaftler Dr. Holger Bremer und Dr. Harry Kuellmann aus der Arbeitsgruppe von Professor Justus Notholt des Instituts für Umweltphysik der Universität Bremen führten auf Einladung der NASA (National Aeronautics and Space Administration) im Januar und Februar diesen Jahres Messungen der Ozonschicht und des Ozonabbaus über der Arktis durch. Die Untersuchungen waren Teil der internationalen PAVE-Mission (Polar Aura Validation Experiment), um die Entwicklung und Veränderung des Klimas zu erforschen. Ausgestattet mit verschiedenen Messinstrumenten unternahm ein Forschungsflugzeug der NASA mehrere Messflüge in den polaren Gebiete über Kanada. Mit an Bord befanden sich auch die Bremer Wissenschaftler mit ihrem Instrument ASUR (Airborne Submillimter Radiometer). Das Instrument erfasst Konzentrationen von Ozon und der am Ozonabbau beteiligten Spurenstoffe in einem Höhenbereich von 15 – 70 Kilometern.

Extrem kalter Winter 2005

Aus Sicht von Klimaforschern stellt der diesjährige Winter eine Besonderheit dar. Die beobachteten Temperaturen in der unteren arktischen Stratosphäre – das ist in einem Höhenbereich zwischen 15-25 km – sind die kältesten der vergangenen 50 Jahre. Als Folge erwarten die Klimaforscher einen starken Abbau der stratosphärischen Ozonschicht, die die Erde vor der schädlichen UV-Strahlung der Sonne schützt. Denn erst bei sehr kalten Temperaturen, die nur im Winter in der polaren Stratosphäre auftreten können, bilden sich polare Stratosphärenwolken. Sie bestehen zumeist aus einer Mischung von Salpetersäure (HNO3) und Wasser bzw. Eis. Chlor, das durch die Freisetzung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) in die Stratosphäre gelangt, kann an der Oberfläche dieser Wolken von seiner nicht aktiven in eine aktive Form überführt werden. Diese aktiven Chlorverbindungen sind die Hauptverursacher des stratosphärischen Ozonabbaus.

Nach der Aktivierung und bei Sonnenlicht ist nun ein katalytischer Ozonabbau möglich, wie er beispielsweise zum „Ozonloch“ in der Antarktis führt. Zum Ende des Winters mit steigenden Temperaturen lösen sich diese Wolke wieder auf und das freigesetzte HNO3 ist mit an der Rückführung des aktiven Chlors in seine inaktive und „harmlose“ Form beteiligt. Im Gegensatz zu der Antarktis treten diese extrem kalten Temperaturen über dem nordpolaren Gebiet jedoch weitaus seltener auf und der Ozonabbau ist „normalerweise“ weniger stark ausgeprägt.

Ozonabbau auch über Mitteleuropa

Die Messergebnisse überraschten selbst Experten: Neben sehr hohen Konzentrationen von aktivem Chlor (Chlormonoxid) wurden im Vergleich zu früheren Jahren nur sehr geringe Werte von Salpetersäure gemessen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Normalisierung in diesem Jahr erst spät eintreten und sich der Ozonabbau bis weit in den Frühling hinein fortsetzen könnte. Doch diese Prozesse sind nicht nur auf die polaren Gebiete beschränkt: Am zweiten Märzwochenende schoben sich Teile der polaren Luftmasse über Mitteleuropa bis zur Mittelmeerküste. Erste Auswertungen der Messdaten zeigen, dass es in diesem Winter massive Ozonverluste geben kann, die die Verluste früherer kalter Winter durchaus übertreffen könnten. Die weitere Entwicklung wird jetzt von den Bremer Wissenschaftlern und ihren nationalen und internationalen Kollegen verfolgt.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Physik/Elektrotechnik
Institut für Umweltphysik
Prof. Dr. Justus Notholt
Tel. 0421 218 8982
E-Mail: jnotholt@iup.uni-bremen.de