Auswirkungen von Klimaänderungen auf die Ozonschicht größer als bisher angenommen

Forschern ist es gelungen, die Beziehung zwischen dem Ozonabbau in der arktischen Atmosphäre und Klimaänderungen zu bestimmen. Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass die Ozonschicht über der Arktis auf Klimaveränderungen erheblich empfindlicher reagiert, als bisher angenommen wurde.

Eine im „Geophysical Research Letters “ (s.u.) veröffentlichte Studie beweist, dass die Klimabedingungen der Stratosphäre innerhalb der letzten vierzig Jahre den Abbau von Ozon in der Arktis unterstützen. Nach der Auswertung der Ozon-Messdaten der letzten zwölf Jahre konnten die Forscher die Auswirkungen der Temperaturschwankungen auf die arktischen Ozonverluste genau bestimmen: „Für jedes Grad Celsius Abkühlung haben wir mit 15 Dobson Einheiten zusätzlichen Ozonverlustes zu rechnen. Das ist dreimal mehr, als in derzeitigen Modellrechnungen enthalten ist“, erklärt der Leiter der Studie Dr. Markus Rex der Forschungsstelle Potsdam des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI).

Klimabedingungen in der Stratosphäre unterstützen Ozonabbau

Der langsame Zerfall bereits freigesetzter Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Halone wird während der nächsten fünfzig Jahre eine Quelle des Ozon zerstörenden Chlors und Broms sein, obwohl die Produktion dieser Substanzen inzwischen weltweit strikt reguliert und im Wesentlichen verboten ist. Unter normalen Umständen sind die freigesetzten Chloratome in Substanzen gebunden, die die Ozonschicht nicht angreifen. Im polaren Winter jedoch, wenn die Temperaturen in der Stratosphäre, die sich in 15 bis 25 Kilometern Höhe befindet, auf extrem niedrige Werte abfallen, bilden sich so genannte Polare Stratosphärische Wolken (PSC). Durch diese Wolken werden die passiven Chlorverbindungen in sehr reaktive Radikalverbindungen umgewandelt, die überaus effektiv Ozon zerstören, sobald nach der Polarnacht die Sonne in die Polarregionen zurückkehrt.

Kalte Winter – Indikator für Ozonverluste

Eine Auswertung der meteorologischen Daten der letzten vierzig Jahre zeigt, dass die arktischen Winter erheblich kälter wurden. Diese kalten Winter bestimmen wie hoch die Ozonverluste in der arktischen Stratosphäre werden können. Durch die Abkühlung dieser Winter hat sich die maximale Ausdehnung von PSCs über die letzten vierzig Jahre um den Faktor drei erhöht. Die Forscher führen die hohen Ozonverluste während einiger Winter in den 90er Jahren auf diese Klimaveränderung zurück: „Hätten wir in der Stratosphäre noch das Klima der 60er Jahre, würde arktischer Ozonverlust heutzutage kein so relevantes Thema sein, trotz der FCKW-Emissionen“, sagt Rex und hebt damit die wichtige Rolle von Klimaänderungen für den Ozonverlust hervor. Eine Abkühlung der Stratosphäre ist eine Begleiterscheinung des anthropogenen Treibhauseffekts: Die Wärmestrahlung von der Erdoberfläche wird in den unteren Luftschichten zurückgehalten, was in der darüber liegenden Stratosphäre zu einer Abkühlung führt. Darüber hinaus können aber auch interne Variabilitäten des Klimasystems oder andere noch unbekannte Faktoren zu der beobachteten Abkühlung beitragen.

Innerhalb der nächsten Jahrzehnte hängt die weitere Entwicklung des Ozonverlustes vom Verhältnis zwischen dem langsamen Abklingen der FCKW-Konzentration und einer möglichen Abkühlung der Stratosphäre ab, die durch die steigende Konzentration des Treibhausgases verursacht wird. „Wenn es in Zukunft zu Abkühlungen um einige Grad Celsius über das bisher beobachtete Maß hinaus kommt, müssen wir mit starken zusätzlichen Ozonverlusten rechnen“, sagt Markus Rex und ergänzt, „dass es in der Arktis aber einmal so schlimm wird wie in der Antarktis, wo sich wegen der viel tieferen Temperaturen jedes Jahr ein klaffendes Loch in der Ozonschicht auftut, ist zunächst nicht zu befürchten.“

(„Arctic ozone loss and climate change“, M. Rex (Alfred-Wegener-Institut), R.J.Salawitch (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technoloy, NASA, USA), P. von der Gathen (Alfred-Wegener-Institut), N.R.P. Harris, (European Ozone Research Coordinating Unit, Cambridge, UK), M.P. Chipperfield (Univ. Leeds, UK), B. Naujokat (Freie Universitaet Berlin), volume 31, doi:10.1029/2003GL018844, 1. Maerz 2004