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Ozonschicht: Gute Neuigkeiten und ein Rätsel

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Es sieht so aus, dass die Ozonschicht der Erde auf dem Wege der Erholung ist.

Stellen Sie sich die Ozonschicht als Sonnebrille der Erde vor, welche das Leben auf der Oberfläche vor dem schädlichen Licht der stärksten ultravioletten Strahlung der Sonne schützt, die Hautkrebs und andere Krankheiten auslösen kann. 

Die Leute waren verständlicherweise alarmiert als Wissenschaftler in den 80er Jahren bemerkten, dass menschengemachte Chemikalien diese Schicht zerstörten. Die Regierungen arbeiteten schnell ein internationales Abkommen aus, genannt dass Montreal Protokoll, um Ozon zerstörende Gase wie FCKWs zu verbieten, die seinerzeit in Spraydosen und Klimaanlagen Verwendung fanden.

Heute, fast 20 Jahre später, wird immer noch über riesige Ozonlöcher berichtet, die sich über der Antarktis öffnen und es den gefährlichen UV Strahlen erlauben zur Erdoberfläche vorzudringen. In der Tat war das Ozonloch im Jahr 2005 eines der Größten bisher, mit einer Fläche von 24 Millionen km2, fast der Größe von Nordamerika. 

Wenn man die Nachrichten hört, würden Sie vielleicht denken, dass nur wenig Fortschritte gemacht wurden. Sie lägen damit falsch.

Während sich das Ozonloch über der Antarktis weiterhin vergrößert, sieht es so aus, als ob die Ozonschicht über dem Rest des Planeten sich erholt. Seit mindestens 9 Jahren blieb das weltweite Ozon annähernd konstant und beendete den Abfall, der zuerst in den 80er Jahren bemerkt wurde.

Die Frage ist warum? Ist das Montreal Protokoll dafür verantwortlich? Oder ist es ein anderer Prozess?

Dies ist eine komplizierte Frage. FCKWs sind nicht das Einzige, was die die Ozonschicht beeinflussen kann; Sonnenflecken, Vulkane und Wetter spielen ebenfalls eine Rolle. Ultraviolette Strahlung von Sonnenflecken kann die Ozonschicht verstärken, wohingegen Gase, ausgestoßen von einigen Vulkanen, sie schwächen kann. Kalte Luft in der Stratosphäre kann die Ozonschicht entweder stärken oder schwächen, abhängig von Höhe und Breitengrad. Diese und andere Prozesse werden in einem Artikel vorgestellt, der gerade in der Ausgabe der Nature von 4. Mai erschienen ist: "Die Suche nach Zeichen für die Erholung der Ozonschicht" von Elizabeth Westhead und Signe Andersen.

Ursache und Wirkung zu unterscheiden ist schwierig, aber eine Gruppe der NASA und Forschern von Universitäten sind dabei vielleicht einen Schritt weitergekommen. Ihre neue Untersuchung mit dem Titel "Zuordnung der Erholung bei Ozon in der unteren Stratosphäre," wurde gerade für die Veröffentlichung im Journal of Geophysical Research freigegeben. Sie trifft die Aussage, dass etwa die Hälfte des derzeitigen Trends, der Verringerung bei der Nutzung von FCKWs zugrunde liegt.

Der leitende Autor Eun-Su Yang, vom Georgia Institute of Technology, erklärt: "Wir haben die Ozonkonzentration in verschiedenen Höhen mit Hilfe von Satelliten, Ballons und Geräten auf der Erdoberfläche gemessen. Dann haben wir unsere Ergebnisse mit Vorhersagen von Computerberechnungen über die Erholung der Ozonschicht verglichen, [berechnet ausgehend von echten, gemessenen Verringerungen von FCKWs]." Ihre Berechungen haben das bekannte Verhalten des Sonnenzyklus (der im Jahr 2001 seinen Höhepunkt hatte), jahreszeitlich abhängigen Schwankungen in der Ozonschicht und  Quasi-Biennial Oszillationen, einer Art von stratosphärischen Windmustern, von denen bekannt ist, dass sie Ozon beeinflussen, mit in Betracht gezogen.

Was sie fanden, sind gute Neuigkeiten und ein Rätsel.

Die guten Neuigkeiten: In der oberen Stratosphäre (in etwa 18 km Höhe) kann die Erholung des Ozons fast ausschließlich durch die Reduzierung der FCKWs erklärt werden. "Dort oben scheint das Montreal Protokoll zu funktionieren," sagt der Co-Autor Mike Newchurch, vom Global Hydrology and Climate Center in Huntsville, Alabama.

Das Rätsel: In der unteren Stratosphäre (zwischen 10 und 18 km) hat sich das Ozon sogar noch besser erholt, als es durch Veränderungen bei den FCKWs vorhergesagt worden wäre. Etwas anderes muss diesen Trend, in diesen niedrigen Höhen, ebenfalls beeinflussen.

Das "etwas Andere" könnten atmosphärische Windmuster sein. "Winde tragen Ozon vom Äquator, wo es produziert wird, in höhere Höhen, wo es zerstört wird. Sich ändernde Windmuster beeinflussen die Balance des Ozons und könnten die Erholung unterhalb von 18 km beschleunigt haben," sagt Newchurch. Diese Erklärung scheint die beste zu sein, die das Computermodell von Yang bestätigt. Die Entscheidung ist aber noch nicht gefallen; andere natürliche oder vom Menschen verursachte Quellen, die Schwankungen unterliegen, könnten sich als Ursache für das Mehr an Ozon in der unteren Stratosphäre herausstellen.

Was auch immer die Erklärung ist, wenn der Trend anhält, sollte die globale Ozonschicht zwischen 2030 und 2070 wieder den Stand von 1980 erreicht haben. Dann wird sich vielleicht sogar das Ozonloch über der Antarktis geschlossen haben -- für immer.

Quelle: Science@NASA

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