Positiver Effekt Klimawandel könnte Ozonschicht kurieren

Die globale Erwärmung verzögert die Heilung der Ozonschicht über der Antarktis, glaubten Forscher bisher. Doch eine neue Untersuchung weckt Zweifel an dieser Theorie. Der Klimawandel könnte demnach sogar dazu führen, dass sich das Ozonloch schneller schließt.

Von Volker Mrasek


Es sind nicht nur Chlor und Brom aus langlebigen Aufschäum- und FCKW-Treibgasen oder Feuerlöschmittel (Halone), die alljährlich das Ozonloch über der Antarktis aufbrechen lassen. Entscheidenden Anteil hat auch die klirrende Kälte im Polarwirbel. Das gigantische Tiefdruckgebiet zieht alljährlich zur Polarnacht über dem Südkontinent auf und schottet sich wochenlang gegen wärmere Breiten ab. Bei Temperaturen unter minus 80 Grad Celsius bilden sich in dem winterlichen Luftwirbel flächendeckend stratosphärische Eiswolken. Und erst an ihrer Oberfläche laufen jene unheilvollen chemischen Reaktionen ab, bei denen Chlor und Brom zu aggressiven, ozonschädlichen Radikalen mutieren.

Der Klimawandel, hieß es bisher, werde die Heilung des irdischen Schutzschirms gegen die harte UV-Strahlung der Sonne verzögern. Denn steigende Treibhausgaskonzentrationen hielten immer mehr Wärmerückstrahlung der Erde in der Troposphäre zurück; dadurch kühle die darüberliegende Stratosphäre samt Ozonschicht noch stärker aus. Doch neuerdings erscheint Wissenschaftlern auch ein anderes Szenario denkbar. Die globale Erwärmung könnte zu Veränderungen in der großräumigen Dynamik der Atmosphäre führen. Mit der Folge, dass der kalte Tiefdruckwirbel über dem Südpol instabiler wird und sich der Patient Ozonschicht schneller erholt. Nicht erst in 50 oder 60 Jahren, wie durch den Ausstieg aus der FCKW- und Halon-Produktion erwartet, sondern unter Umständen viel früher.

Damit hätte der Klimawandel womöglich einen positiven Nebeneffekt: Er würde helfen, ein anderes großes Umweltproblem rascher als erwartet zu lösen. Diese These vertreten zwei Atmosphärenforscher jetzt in der Fachzeitschrift " Atmospheric Chemistry and Physics Discussions".

Beide Autoren stammen aus China. Yongyun Hu forscht an der Universität von Peking, Qiang Fu ist heute Professor für Atmosphärenwissenschaften an der University of Washington in Seattle in den USA. Ihr Aufsatz kreise um "ein wirklich heißes Thema in der heutigen Atmosphärenforschung", sagt der Ozon-Experte Martin Dameris vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im bayerischen Oberpfaffenhofen.

Lokaler Erwärmungstrend übersehen

Bei genauerer Analyse von Satellitenmessdaten aus den vergangenen 30 Jahren hat das Forscherduo einen bisher übersehenen, lokalen Erwärmungstrend entdeckt. Demnach sind die Temperaturen in Randbereichen des Polarwirbels seit 1979 um sieben bis acht Grad Celsius gestiegen, in einem ausgedehnten Gebiet "zentriert um etwa 65 Grad Süd", wie es in der neuen Studie heißt. Die Erwärmung fällt in die Monate September und Oktober und damit genau in die Jahreszeit, in der das Ozonloch über dem sechsten Kontinent klafft.

Die Vorstellung der Forscher: Nimmt die Temperatur weiter zu, schwächt das den Polarwirbel. Die Wärme dringt von außen in ihn ein, der Wirbel wird instabil, kann seine Eiseskälte nicht mehr konservieren und löst sich vorzeitig auf. "Ich wäre nicht überrascht, wenn sich das Ozonloch dadurch früher wieder schließt", sagte Qiang Fu SPIEGEL ONLINE. Gewisse Anzeichen für eine solche Entwicklung sehen die Forscher bereits. 2002 habe es eine bisher einmalige plötzliche Erwärmung des Polarwirbels gegeben, zwei Jahre später sei er ausgesprochen schwach ausgefallen.

Die Ursache für den Hot Spot am Rand der Antarktis haben Hu und Fu in einer ganz anderen Weltregion ausgemacht. Nach ihren Modellrechnungen sind es die stark erhöhten Meeresoberflächentemperaturen in den Tropen. Die haben in den vergangenen vier Jahrzehnten um rund ein Grad Celsius zugenommen, so Martin Dameris. Das kurbelt die Konvektion an, den Aufstieg warmer, tropischer Luftmassen, und in der Folge die ganze hemisphärische Zirkulation. "Planetare Wellen" werden verstärkt: Druckschwankungen, die sich im Winterhalbjahr ostwärts um die Erde bewegen und bis in die Stratosphäre vorstoßen. In der Antarktis treffen sie auf den dort vorherrschenden, zirkumpolaren Höhenwind und bremsen ihn ab. Das führt zur Erwärmung.

"Ein spannender Befund"

Dass steigende Ozeantemperaturen in den Tropen womöglich eine Fernwirkung bis in den tiefsten Süden haben, ist für Dameris "ein spannender Befund". Der Atmosphären-Physiker verweist auf einen zweiten positiven Effekt: Stratosphärisches Ozon wird in den strahlungsreichen Tropen produziert und zu den Polen transportiert. Wenn sich die atmosphärische Zirkulation infolge der Klimaerwärmung verstärkt, strömt auch mehr Ozon Richtung Antarktis. Das würde die Lage über dem Südkontinent gleichfalls entspannen.

"Es lohnt sich auf jeden Fall, dieser Sache näher auf den Grund zu gehen", meint Dameris. Das soll zum Beispiel im Rahmen des internationalen Forschungsprojektes SPARC ("Stratosphärische Prozesse und ihre Rolle im Klima") geschehen. Die große Frage für den DLR-Experten ist, "was netto überwiegt: Strahlungs- oder dynamische Effekte?" Eine stärkere Abkühlung der antarktischen Stratosphäre durch die Zunahme von Treibhausgasen in der Troposphäre oder eine Erwärmung durch die Verstärkung planetarer Wellen? Und damit letztlich: noch größere, gleichbleibende oder eher rückläufige Ozonverluste? Das sei im Moment offen, schlüssige Modellergebnisse hierzu lägen noch nicht vor.

Eine neue Studie unter der Leitung des US-Atmosphärenforschers Darryn Waugh von der Johns Hopkins University in Baltimore lenkt die Aufmerksamkeit unterdessen auf extrapolare Regionen. Zwar scheinen auch die Modellsimulationen von Waughs Team zu zeigen, dass der Klimawandel durch Veränderungen der Luftzirkulation schlechtere Bedingungen für den Ozonabbau über der Antarktis schafft. Doch in tropischen und mittleren südlichen Breiten werde sich die Ozonschicht vielleicht nie mehr ganz erholen, schreiben die Forscher in einem Artikel für die Fachzeitschrift Geophysical Research Letters. "Die globale Erwärmung beschleunigt den Transport von Luft durch die untere Stratosphäre", erläutert Waugh. Dadurch verweile sie nicht mehr so lange in den strahlungsintensiven Tropen und mittleren Breiten, "und es wird weniger Ozon gebildet".

Das wäre dann wiederum - wenn es sich denn bestätigt - ein negativer Nebeneffekt der Klimaerwärmung. In Ländern wie Australien, Neuseeland und Brasilien könnte das Hautkrebsrisiko erhöht bleiben, weil der UV-Schutzschirm in diesen geografischen Breiten auch in Zukunft Löcher aufweist.



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