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UV-Schutzschirm: Forscher enträtseln Ozonloch über der Arktis

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Ozonmangel über der Arktis (Ende März 2011): Forscher sprechen offiziell von Ozonloch Zur Großansicht
AFP/ NASA/ JPL-Caltech

Ozonmangel über der Arktis (Ende März 2011): Forscher sprechen offiziell von Ozonloch

Wie kam es zum dramatischen Schwund der arktischen Ozonschicht in diesem Frühjahr? Forscher haben dafür nun erstmals eine umfassende Erklärung vorgelegt. Sie lässt vermuten, dass sich ähnlich fatale Entwicklungen schon bald wiederholen könnten.

Berlin - Hoch über der Arktis hat sich in diesem Frühjahr ein Drama abgespielt. Die schützende Ozonschicht über dem Gebiet hat sich im Zeitraffertempo ausgedünnt - und zwar so stark, dass die Ozonkonzentration großflächig so niedrig lag wie noch nie seit Start der Messungen. In bunten Grafiken stellten Forscher damals tagesaktuell die Ausdehnung des betroffenen Gebietes dar. Es reichte kurzzeitig sogar bis nach Deutschland. Dann kam der Sommer - und die Ozonschicht erholte sich. Doch wie dramatisch die Lage tatsächlich war, das haben die Wissenschaftler jetzt in einem aktuellen Aufsatz im Fachmagazin "Nature" aufgearbeitet.

"Es ist das erste Mal, dass wir auch in der Arktis von einem Ozonloch sprechen müssen", sagt Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Potsdam. Er ist einer der Studienautoren - und weiß, dass es das Phänomen in dieser Ausprägung bisher nur über dem Südpol gegeben hat. In der Arktis sank die Dicke der Ozonschicht zwar auch jedes Jahr - aber längst nicht auf solche Extremwerte wie am anderen Ende der Welt.

Das liegt daran, dass ozonschädliche Chemikalien, allen voran die mittlerweile geächteten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), ihr unheilvolles Werk in den höheren Atmosphärenschichten nur bei niedrigen Temperaturen vollbringen. Und normalerweise ist es in der Stratosphäre der Südpolregion eben deutlich kälter als in der Arktis. Deswegen wird hoch über der Antarktis seit Jahren mehr Ozon zersetzt. Normalerweise, wie gesagt. Doch in diesem Jahr war das nicht so.

Extrem niedrige Temperaturen von unter minus 80 Grad sorgten dafür, dass sich auch am Nordpol verstärkt die sogenannten polaren Stratosphärenwolken bildeten. Diese bestehen aus gefrorener Salpetersäure, Schwefelsäure und Wasser - und bieten den Ozonkillern den nötigen Nährboden für ihr verhängnisvolles Werk. In den Wolkenbetten werden langlebigere Chlorverbindungen unter anderem zu Chlormonoxid-Radikalen umgewandelt. Und die greifen dann das Ozon an - und stehen am Ende des entsprechenden Prozesses für weitere Zersetzungsreaktionen zur Verfügung.

Wie kommt es aber, dass sich das Nordgebiet hoch oben in der Stratosphäre abkühlt? Schließlich erwärmt sich die Arktis am Boden weit stärker als andere Teile der Erde - mit den bekannten Folgen für das Meereis in der Polarregion. Nun, Forscher können die scheinbar paradoxe Entwicklung nicht vollständig erklären. Manch einer vermutet, dass der Klimawandel dafür sorgt, dass sich untere Luftschichten erwärmen und gleichzeitig obere verstärkt auskühlen. Doch endgültig bewiesen ist das nicht.

Kombination aus Gefrierfach und Mixer

Fatal für das arktische Ozon war in diesem Frühjahr auch eine Besonderheit des Polarwirbels. Das ist ein über längere Zeit stabiles Tiefdruckgebiet in den hohen Luftschichten von Arktis und Antarktis. Er fällt im Süden normalerweise größer aus als im Norden - unter anderem, weil er in der Antarktis nicht durch Landmassen und Meeresströmungen abgeschwächt wird. In diesem Jahr war der Polarwirbel am Nordpol dagegen besonders kräftig. Er durchmischte die Atmosphäre gut - und die Ozonschicht musste besonders leiden.

In Kombination wirken Gefrierfach und Mixer in der Stratosphäre fatal. Das beweisen Ozon-Messwerte, die Forscher mit Radiosonden an Wetterballons gemessen haben. An insgesamt 27 Tagen im März und April beobachteten sie extrem niedrige Konzentrationen. Die werden in Dobson-Einheiten gemessen - und im betreffenden Zeitraum konnten über der Arktis oft nur 250 Dobson-Einheiten registriert werden. Das heißt, die lebenswichtige Ozonschicht wäre am Erdboden und bei einer Temperatur von null Grad gerade einmal einen Viertelzentimeter dick gewesen.

Damit lagen die Minimalwerte in der Arktis erstmals so niedrig wie der der Antarktis - obwohl FCKW seit Jahren in der Industrie keine Rolle mehr spielen. Doch die Messungen machen eben auch klar, dass die Erholung der Atmosphäre noch immer minimal ausfällt. Durch meteorologische Phänomene kann sie sogar ins Gegenteil verkehrt werden. Besonders groß sei der Ozonverlust in der Region zwischen 18 und 20 Kilometern Höhe gewesen, berichten die Forscher. Dort verschwanden in den entscheidenden Frühjahrstagen etwa 80 Prozent des vorhandenen Ozons.

Zum Zeitpunkt seiner größten Ausdehnung maß das entstandene Loch rund zwei Millionen Quadratkilometer, war also gut fünf Mal so groß wie Deutschland. Vor allem in Osteuropaund Russlandsei deutlich mehr gefährliche UV-Strahlung von der Sonne am Boden angekommen. Die Größe des arktischen Ozonlochs sei vergleichbar mit seinem antarktischen Verwandten Mitte der Achtziger, sagen die Forscher. Seit dieser Zeit ist das Ozonloch im Süden freilich weiter gewachsen - dem Ende der FCKW zum Trotz.

Nun wird man sich also wohl auch um die Arktis Sorgen machen müssen. Wie stark der kommende Winter der Ozonschicht dort zusetzen wird, können die Forscher noch nicht sagen. Sie müssen aber davon ausgehen, dass das Jahr 2011 kein statistischer Ausreißer war. Der Umstand, dass selbst eine vergleichweise kleine Änderung der Wetterlage solch einen katastrophalen Ozonschwund zur Folge hatte, lässt für die kommenden Jahre nichts Gutes erwarten. Denn die meteorologischen Bedingungen für einen ähnlich fatalen Frühling könnten schon bald wieder gegeben sein: "Wir beobachten eine langfristigen Trend, wonach es in der Stratosphäre der Arktis immer kälter wird", sagt Forscher Rex.

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insgesamt 254 Beiträge
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1. Löcher...
Medienkritiker 02.10.2011
Das Ozon-Loch wurde erst mit Hilfe moderner Technik entdeckt! Es wurde jedoch nie zweifelsfrei nachgewiesen, das es nicht bereits seit Millionen von Jahren auf Grund natürlicher Ereignisse besteht...
2. Zweifelsfrei...
zehwa 02.10.2011
Zitat von MedienkritikerDas Ozon-Loch wurde erst mit Hilfe moderner Technik entdeckt! Es wurde jedoch nie zweifelsfrei nachgewiesen, das es nicht bereits seit Millionen von Jahren auf Grund natürlicher Ereignisse besteht...
...richtig, daß mit dem zweifelsfrei. Es ist aber auch zweifelsfrei richtig, daß die Ozonschicht begann, sich zu erholen, als der FCKWauslass minimiert wurde.
3. Nun, Forscher können die scheinbar schizophrene Entwicklung nicht vollständig erkläre
Koltschak 02.10.2011
So also sieht die umfassende Erklärung aus: "Nun, Forscher können die scheinbar schizophrene Entwicklung nicht vollständig erklären." Eine umfassende Erklärung, die genau so vollständig ist wie die ewige Wiederholung einer Klimakatastrophe, während die Temperaturen seit zehn Jahren stagnieren bzw. sinken.
4. ...
steto123 02.10.2011
Zitat von zehwa...richtig, daß mit dem zweifelsfrei. Es ist aber auch zweifelsfrei richtig, daß die Ozonschicht begann, sich zu erholen, als der FCKWauslass minimiert wurde.
Was wiederum zweifelsfrei falsch ist, denn das antarktische Ozonloch hatte 2006 seine größte Ausdehnung.
5. Tatsächlich?
Terabyte 02.10.2011
Zitat von zehwa...richtig, daß mit dem zweifelsfrei. Es ist aber auch zweifelsfrei richtig, daß die Ozonschicht begann, sich zu erholen, als der FCKWauslass minimiert wurde.
Das halte ich aber für ein Gerücht. Die FCKWs brauchen schliesslich ca. 30 Jahre bis sie da oben angekommen sind. D.h. wir müssen noch knapp 20 Jahre warten bis es besser wird oder haben sie Quellen, die dass Gegenteil beiweisen?
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