Computermodell Ozonschicht erholt sich ungleichmäßig
Endlich einmal eine Erfolgsgeschichte, möchte man meinen. Die einst so lädierte Ozonschicht unseres Planeten erholt sich langsam. Chlor- und Bromverbindungen hatten ihr jahrzehntelang massiv zugesetzt. Erst durch ihr weitgehendes Verbot im Jahr 1987 konnte der Trend gestoppt werden.
Ein Computermodell von Nasa-Forschern zeigt nun aber: Die Ozonschicht der Zukunft wird anders aussehen als bisher vermutet. Schuld daran sind Treibhausgase, die die Dynamik unserer Atmosphäre verändern. Klar scheint, dass die Klimagase vor allem in der Troposphäre wirken, also der Luftschicht, die bis in etwa zehn Kilometer Höhe reicht. Darüber ergibt sich ein anderes Bild: Die Luft der oberen Stratosphäre in 30 bis 60 Kilometern Höhe wird abgekühlt. Dadurch laufen die chemischen Reaktionen, die bisher zur Zerstörung des Ozons geführt hätten, langsamer ab. Gleichzeitig wird - wenn auch langsam - auf natürliche Weise Ozon nachgebildet.
Doch auch die Zirkulation in der Stratosphäre wird durch die Treibhausgase verändert, berichten Forscher um Feng Li vom Goddard Earth Sciences and Technology Center an der University of Maryland. In den mittleren Breiten rechnen sie deswegen mit einer "Über-Erholung" des Ozons, also sogar höheren Konzentrationen als vor der menschgemachten Zerstörung der Schutzschicht. In den Tropen könne die geänderte Zirkulation hingegen dafür sorgen, dass die Ozonschicht dauerhaft geschädigt bleibt.
Im Februar hatte ein Team um den US-Atmosphärenforscher Darryn Waugh von der Johns Hopkins University in Baltimore bereits ähnliche Ergebnisse vorgestellt. "Die meisten Studien zu Ozon und den Fragen des globalen Wandels haben sich auf die Abkühlung in der oberen Stratosphäre konzentriert", sagt Li. "Wir haben festgestellt, dass die Zirkulation genauso wichtig ist." Die Forscher hatten ein Computermodell mit aktuellen Messdaten zu ozonschädlichen Substanzen und deren chemischen Reaktionen ebenso gefüttert wie mit Informationen zur Veränderung der Luftströmungen und der Sonneneinstrahlung.
Ausgestattet mit diesen Informationen ließen sie das Klimamodell GEOS-CCM ("Goddard Earth Observing System Chemistry-Climate Model") die Entwicklung der Ozonschicht bis ins Jahr 2100 berechnen. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten die Wissenschaftler im Fachjournal "Atmospheric Chemistry and Physics".
Die Forscher konnten feststellen, dass die Treibhausgase die sogenannte Brewer-Dobson-Zirkulation beeinflussen. Dieser Mechanismus funktioniert wie eine Pumpe, die Ozon in der Stratosphäre bewegt. Von seinen Entstehungsorten hoch über den Tropen strömt das Ozon in hoch gelegenen Luftschichten nach Norden beziehungsweise Süden weiter. Im Computermodell stieg nun die Geschwindigkeit der Brewer-Dobson-Zirkulation wegen der Treibhausgase an.
Dadurch landete vergleichsweise viel Ozon in den mittleren Breiten. Die können von dem Zufluss profitieren: Obwohl das Niveau ozonschädlicher Substanzen wohl noch bis zum Jahr 2060 über den Werten des Jahres 1980 liegen dürfte, könnte sich dadurch die Ozonschicht über den mittleren Breiten schon bis zum Jahr 2025 wieder auf ein Niveau regenerieren, wie sie es vor der Zerstörung durch FCKWs hatte. Auch die Arktis, so die Forscher könnte davon profitieren.
Und was ist mit der Antarktis, wo das Ozonloch besonders ausgeprägt war und ist? Die beiden chinesischen Forscher Yongyun Hu und Qiang Fu hatten im Februar berichtet, dass der Klimawandel dazu führen könnte, dass sich das Ozonloch über der Antarktis schneller schließt als bisher vermutet. Und auch Feng Li und Kollegen gehen davon aus, dass die Erholung dort irgendwann einsetzt - wenn auch erst ab dem Jahr 2040.
Doch nicht so in den Tropen. Selbst als der Computer bei der Modellrechnung das Jahr 2100 erreicht hatte, zeigten sich hier keine Anzeichen für eine Erholung der Ozonschicht.
