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Thema des Tages
Größtes antarktisches Ozonloch seit 2008
Für gewöhnlich kommt es jedes Jahr über der Antarktis ab August zu
einer schnellen und kräftigen Abnahme der Ozonschicht. Dieses
Phänomen wird antarktisches Ozonloch genannt. Zum Jahresende hin
füllt sich dieses Loch aber wieder auf.
Was aber ist Ozon überhaupt und warum bilden sich Löcher?
Ozon ist ein aus drei Sauerstoffatomen bestehendes Molekül. Dieses
bei Zimmertemperatur und normalem Luftdruck farblose Gas hat zwei
Gesichter: Am Boden ist es aufgrund seiner oxidierenden Wirkung für
Menschen, Tiere und Pflanzen schädlich, aber in der Stratosphäre (das
ist diejenige Schicht der Atmosphäre, die sich etwa zwischen 11 und
50 km Höhe befindet) schützt das dort befindliche Ozon vor der
schädlichen UV-Strahlung der Sonne. Die höchste Ozonkonzentration
findet man in einer Höhe von 32 Kilometern.
Gemessen wird der Gehalt an Ozon in sogenannten Dobson-Einheiten
(Dobson Unit - DU). Wenn man das gesamte Ozon aus einer vom Erdboden
bis ins Weltall reichenden Luftsäule nehmen und auf eine Temperatur
von 0 °C und einen Druck von 1013,25 hPa (1 atm), also den
Normaldruck auf der Erde, bringen würde, wäre diese Säule etwa 0,3 cm
(oder auch 0,3 atm-cm) dick. Aus praktischen Gründen definierte man
eine Dobson Unit als 0,001 atm-cm. Daher entspricht eine Säule von
0,3 atm-cm 300 DU. Von einem Ozonloch spricht man, wenn der Wert von
220 DU unterschritten wird. Diese Zahl wurde als Grenzwert
festgelegt, da sich in historischen Beobachtungen bis 1979 keine
niedrigeren Werte finden lassen.
Der Abbau des Ozons in der Stratosphäre wird neben natürlichen
Quellen (wie zum Beispiel Vulkanausbrüche) hauptsächlich durch
gasförmige Halogenverbindungen verursacht, die über einen langen
Zeitraum in höhere Atmosphärenschichten transportiert werden.
Vorrangig sind hier die in früherer Zeit durch den Menschen in die
Atmosphäre eingebrachten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) zu
nennen. Mittlerweile hat Lachgas (Distickstoffmonoxid) deren Rolle
als bedeutendste Quelle ozonschädlicher Emissionen übernommen. Diese
Stoffe sammeln sich aufgrund getrennter Temperatur- und
Strömungsverhältnisse in der Stratosphäre und können von dort nicht
mehr so einfach verschwinden. Sie dienen als Katalysator für die
Reaktion von Ozon zu gewöhnlichem Sauerstoff.
Die Abnahme der Ozonschicht hat negative Folgen sowohl für den
Menschen als auch für seine Umwelt, da mehr UV-B-Strahlung auf die
Erdoberfläche gelangt. Sofern man sich nicht dagegen schützt, kann
das beim Menschen zu Hautschäden bis hin zum Hautkrebs führen.
Aus diesem Grund beschloss man 1987 im "Montreal-Protokoll" das
Verbot der Emission von FCKW in die Atmosphäre.
Für das ausgeprägte Ozonloch im antarktischen Frühjahr ist unter
anderem auch die Bildung polarer Stratosphärenwolken (PSC)
verantwortlich. Für gewöhnlich gibt es in der Stratosphäre aufgrund
der dort herrschenden Trockenheit keine Wolken. Wenn aber während der
südlichen Polarnacht die Temperaturen besonders tief sind, können
Reste von Wasserdampf zusammen mit Salpetersäure gefrieren und so die
PSCs bilden. Wenn sich die Dunkelheit in der Polarnacht dem Ende
zuneigt, können nun bei Sonnenaufgang (je höher man in der Atmosphäre
ist, desto eher geht die Sonne während der Polarnacht wieder auf)
durch chemische Reaktionen sehr viele Ozon zerstörende Radikale frei
werden.
Dass das Ozonloch auf der Südhalbkugel viel ausgeprägter ist als auf
der Nordhalbkugel, liegt in der Form des antarktischen Kontinents
begründet. Während der Polarnacht entstehen großräumige Höhentiefs,
die sogenannten Polarwirbel. Diese behindern den Zufluss von Luft aus
den tropischen Ozon-Entstehungsgebieten zu den Polen (findet dieser
Zufluss statt, nennt man dies die Brewer-Dobson-Zirkulation).
Aufgrund der großen Eisflächen und der im Wesentlichen runden Form
des antarktischen Kontinents ist dort der Polarwirbel an seinen
Rändern wenig gestört und es können sehr tiefe Temperaturen bis -85
°C erreicht werden. Auf der Nordhalbkugel aber stören die Gebirge der
hohen Breiten und Meeresströmungen eine solche starke Ausprägung des
Polarwirbels, wodurch wärmere Luft eingemischt wird. In der Folge
können bei nicht so tief absinkenden Temperaturen keine PSCs
entstehen, was zu einer Dämpfung des Ozonabbaus führt.
Gegen Ende jedes Jahres wird die Ozonschicht am Südpol durch das
Verschwinden des Polarwirbels und den resultierenden Zustrom
ozonreicher Luft aus Richtung Äquator wieder aufgefüllt.
Wie Sie dem Diagramm unter www.dwd.de/tagesthema entnehmen können,
ließ sich, verglichen mit den Vorjahren, in diesem Jahr (schwarze
Linie) erst recht spät ein Ozonloch beobachten. Dafür gewann es aber
rasch an Größe und erreichte bereits am 17. September eine Größe von
über 25 Millionen Quadratkilometern (km²). Zwei Tage später hatte es
mit 26,66 Millionen km² seine bisher größte Ausdehnung. Damit ist es
das größte Ozonloch seit 2008. Damals hatte das Ozonloch am 12.
September eine Größe von 27 Millionen km². Mit 29,86 Millionen km²
erreichte das antarktische Ozonloch am 9. September 2000 seine
historisch maximale Ausdehnung. Diese riesigen Flächenangaben kann
man sich vielleicht besser vorstellen, wenn man die Fläche des
größten Landes der Erde, nämlich Russlands, gegenüberstellt. Diese
beträgt "nur" ungefähr 17 Millionen km².
Nach aktuellen Trends soll das Ozonloch noch etwas anwachsen und
könnte somit das größte seit 2006 (29,6 Mio. km²) werden. Dennoch
lässt eine globale Verringerung des Ozonabbaus auf eine allmähliche
Erholung der Ozonschicht hoffen.
M.Sc. Met. Stefan Bach
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 30.09.2015
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst
Diesen Artikel und das Archiv der "Themen des Tages"
finden Sie unter www.dwd.de/tagesthema
Weitere interessante Themen zu Wetter und Klima finden
Sie auch im DWD-Wetterlexikon unter: www.dwd.de/lexikon
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Telefon: 069 8062 4501
Fax: 069 8062 4509
E-Mail: pressestelle@dwd.de
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Größtes antarktisches Ozonloch seit 2008
Für gewöhnlich kommt es jedes Jahr über der Antarktis ab August zu
einer schnellen und kräftigen Abnahme der Ozonschicht. Dieses
Phänomen wird antarktisches Ozonloch genannt. Zum Jahresende hin
füllt sich dieses Loch aber wieder auf.
Was aber ist Ozon überhaupt und warum bilden sich Löcher?
Ozon ist ein aus drei Sauerstoffatomen bestehendes Molekül. Dieses
bei Zimmertemperatur und normalem Luftdruck farblose Gas hat zwei
Gesichter: Am Boden ist es aufgrund seiner oxidierenden Wirkung für
Menschen, Tiere und Pflanzen schädlich, aber in der Stratosphäre (das
ist diejenige Schicht der Atmosphäre, die sich etwa zwischen 11 und
50 km Höhe befindet) schützt das dort befindliche Ozon vor der
schädlichen UV-Strahlung der Sonne. Die höchste Ozonkonzentration
findet man in einer Höhe von 32 Kilometern.
Gemessen wird der Gehalt an Ozon in sogenannten Dobson-Einheiten
(Dobson Unit - DU). Wenn man das gesamte Ozon aus einer vom Erdboden
bis ins Weltall reichenden Luftsäule nehmen und auf eine Temperatur
von 0 °C und einen Druck von 1013,25 hPa (1 atm), also den
Normaldruck auf der Erde, bringen würde, wäre diese Säule etwa 0,3 cm
(oder auch 0,3 atm-cm) dick. Aus praktischen Gründen definierte man
eine Dobson Unit als 0,001 atm-cm. Daher entspricht eine Säule von
0,3 atm-cm 300 DU. Von einem Ozonloch spricht man, wenn der Wert von
220 DU unterschritten wird. Diese Zahl wurde als Grenzwert
festgelegt, da sich in historischen Beobachtungen bis 1979 keine
niedrigeren Werte finden lassen.
Der Abbau des Ozons in der Stratosphäre wird neben natürlichen
Quellen (wie zum Beispiel Vulkanausbrüche) hauptsächlich durch
gasförmige Halogenverbindungen verursacht, die über einen langen
Zeitraum in höhere Atmosphärenschichten transportiert werden.
Vorrangig sind hier die in früherer Zeit durch den Menschen in die
Atmosphäre eingebrachten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) zu
nennen. Mittlerweile hat Lachgas (Distickstoffmonoxid) deren Rolle
als bedeutendste Quelle ozonschädlicher Emissionen übernommen. Diese
Stoffe sammeln sich aufgrund getrennter Temperatur- und
Strömungsverhältnisse in der Stratosphäre und können von dort nicht
mehr so einfach verschwinden. Sie dienen als Katalysator für die
Reaktion von Ozon zu gewöhnlichem Sauerstoff.
Die Abnahme der Ozonschicht hat negative Folgen sowohl für den
Menschen als auch für seine Umwelt, da mehr UV-B-Strahlung auf die
Erdoberfläche gelangt. Sofern man sich nicht dagegen schützt, kann
das beim Menschen zu Hautschäden bis hin zum Hautkrebs führen.
Aus diesem Grund beschloss man 1987 im "Montreal-Protokoll" das
Verbot der Emission von FCKW in die Atmosphäre.
Für das ausgeprägte Ozonloch im antarktischen Frühjahr ist unter
anderem auch die Bildung polarer Stratosphärenwolken (PSC)
verantwortlich. Für gewöhnlich gibt es in der Stratosphäre aufgrund
der dort herrschenden Trockenheit keine Wolken. Wenn aber während der
südlichen Polarnacht die Temperaturen besonders tief sind, können
Reste von Wasserdampf zusammen mit Salpetersäure gefrieren und so die
PSCs bilden. Wenn sich die Dunkelheit in der Polarnacht dem Ende
zuneigt, können nun bei Sonnenaufgang (je höher man in der Atmosphäre
ist, desto eher geht die Sonne während der Polarnacht wieder auf)
durch chemische Reaktionen sehr viele Ozon zerstörende Radikale frei
werden.
Dass das Ozonloch auf der Südhalbkugel viel ausgeprägter ist als auf
der Nordhalbkugel, liegt in der Form des antarktischen Kontinents
begründet. Während der Polarnacht entstehen großräumige Höhentiefs,
die sogenannten Polarwirbel. Diese behindern den Zufluss von Luft aus
den tropischen Ozon-Entstehungsgebieten zu den Polen (findet dieser
Zufluss statt, nennt man dies die Brewer-Dobson-Zirkulation).
Aufgrund der großen Eisflächen und der im Wesentlichen runden Form
des antarktischen Kontinents ist dort der Polarwirbel an seinen
Rändern wenig gestört und es können sehr tiefe Temperaturen bis -85
°C erreicht werden. Auf der Nordhalbkugel aber stören die Gebirge der
hohen Breiten und Meeresströmungen eine solche starke Ausprägung des
Polarwirbels, wodurch wärmere Luft eingemischt wird. In der Folge
können bei nicht so tief absinkenden Temperaturen keine PSCs
entstehen, was zu einer Dämpfung des Ozonabbaus führt.
Gegen Ende jedes Jahres wird die Ozonschicht am Südpol durch das
Verschwinden des Polarwirbels und den resultierenden Zustrom
ozonreicher Luft aus Richtung Äquator wieder aufgefüllt.
Wie Sie dem Diagramm unter www.dwd.de/tagesthema entnehmen können,
ließ sich, verglichen mit den Vorjahren, in diesem Jahr (schwarze
Linie) erst recht spät ein Ozonloch beobachten. Dafür gewann es aber
rasch an Größe und erreichte bereits am 17. September eine Größe von
über 25 Millionen Quadratkilometern (km²). Zwei Tage später hatte es
mit 26,66 Millionen km² seine bisher größte Ausdehnung. Damit ist es
das größte Ozonloch seit 2008. Damals hatte das Ozonloch am 12.
September eine Größe von 27 Millionen km². Mit 29,86 Millionen km²
erreichte das antarktische Ozonloch am 9. September 2000 seine
historisch maximale Ausdehnung. Diese riesigen Flächenangaben kann
man sich vielleicht besser vorstellen, wenn man die Fläche des
größten Landes der Erde, nämlich Russlands, gegenüberstellt. Diese
beträgt "nur" ungefähr 17 Millionen km².
Nach aktuellen Trends soll das Ozonloch noch etwas anwachsen und
könnte somit das größte seit 2006 (29,6 Mio. km²) werden. Dennoch
lässt eine globale Verringerung des Ozonabbaus auf eine allmähliche
Erholung der Ozonschicht hoffen.
M.Sc. Met. Stefan Bach
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