Wann schließt sich das Ozonloch?
Die stratosphärische Ozonzerstörung ist ein gutes Beispiel dafür, dass es der Weltgemeinschaft auch einmal gelingen kann, globale Vereinbarungen zum Schutz der Menschheit zu beschließen. Die Emission von Fluorchlorkohlenwasserstoffen wird seit den 1990er Jahren erfolgreich bekämpft. Bis die Ozonkonzentration über der Antarktis und anderswo allerdings ihren natürlichen Zustand erreicht, wird es noch etliche Jahrzehnte dauern.
Die Ergebnisse der weltweiten Forschung über die stratosphärische Ozonzerstörung haben dazu geführt, dass sich die Industriestaaten im Montrealer Protokoll von 1987 bereit erklärt haben, die Produktion von ozonzerstörenden Gasen schrittweise einzustellen. Die Regelungen des Montrealer Protokolls wurden später durch die Verträge von London (1990) und Kopenhagen (1992) noch erheblich verschärft. 1999 regelte das Abkommen von Peking die Beteiligung der Entwicklungsländer an der Eindämmung der Produktion ozonzerstörender Gase. Ohne diese Abkommen hätten sich die Produktion und der Gebrauch von halogenierten Kohlenwasserstoffen bis in die Mitte der 2050er Jahre gegenüber 1980 wahrscheinlich verzehnfacht. Die Ozonzerstörung wäre weit über das heute bekannte Maß hinausgegangen, und die UVB-Strahlung an der Erdoberfläche und infolgedessen die Fälle von Hautkrebs hätten besorgniserregend zugenommen. Tatsächlich haben die internationalen Abkommen dazu geführt, dass die Emission wichtiger halogenierter Kohlenwasserstoffe zurückgegangen ist und die Konzentration in den 1990er Jahren ihren Höhepunkt erreicht hat und seitdem langsam abnimmt. Die Folgen zeigen sich bereits in der Konzentration ozonzerstörender Gase in der Stratosphäre.
Abb. 13: Beobachtete und prognostizierte Veränderung der atmosphärischen Konzentration wichtiger Fluorchlorkohlenwasserstoffe sowie von effektivem Chlor (Chlor und anteiligem Brom) in der Stratosphäre1
Die Konzentration von effektivem stratosphärischem Chlor - diese Größe berücksichtigt sowohl Chlor- wie (entsprechend ihrem Anteil an der Ozonzerstörung) Bromverbindungen - nahm bis 1993 auf 2,6 ppbv und danach noch einmal um 0,4 ppbv auf 3,0 ppbv im Jahre 1999 zu. Seit 1999 nimmt die Konzentration um 1%/a ab. Das Ozonloch würde ohne andere Einflussfaktoren um 0,1 Mio km2/a bzw. 0,4% pro Jahr abnehmen und wäre im Jahre 2015 um wenige Prozent kleiner als heute. Danach könnte sich die Abnahme beschleunigen und dazu führen, dass sich das Ozonloch bis zur Jahrhundertmitte wieder schließen würde. Die einfache Formel ,Chlor runter Ozon rauf" trifft jedoch nicht die ganze Realität.2 Gegenwärtig wird der Einfluss der Chlorabnahme durch die von der stratosphärischen Temperatur und Dynamik abhängigen jährlichen Schwankungen der Ozonloch-Größe von ungefähr 4 km2 bzw. 10-20% völlig maskiert. So ist auch das ungewöhnlich kleine Ozonloch des Jahres 2002 kein Zeichen für den Beginn der Erholung der antarktischen Ozonschicht, sondern eine Folge der ungewöhnlichen meteorologischen Bedingungen im Winter/Frühjahr 2002, die durch einen starken Einstrom warmer und ozonreicher Luft aus niedereren Breiten gekennzeichnet waren.3 Neben den bereits angesprochenen natürlichen Schwankungen durch die Sonnenaktivität und die Quasi-Biennale-Oszillation könnte zunehmend auch der anthropogene Klimawandel die Ozonentwicklung beeinflussen.
Die durch den Menschen verursachte globale Erwärmung der unteren Troposphäre wird das Ozonloch möglicherweise zunächst weiter wachsen lassen, da sich die polare untere Stratosphäre aufgrund der Zunahme der Treibhausgase in der Troposphäre weiter abkühlen wird. Bis 2010 haben Modelle eine Abkühlung um 0,5-1,5 oC im Vergleich zu 1992-2000 errechnet, was einer Vergrößerung des Ozonlochs um 0,33-1,00 Mio km2 zur Folge haben könnte. Außerdem hat der troposphärische Klimawandel durch den Menschen auch einen Einfluss auf die Wellenenergie von der Troposphäre in die Stratosphäre. Die z.Zt. noch sehr unsicheren Ergebnisse von Modellsimulationen ergeben eine mögliche Reduktion des Wellenantriebs um 10% mit der Folge einer Zunahme des Ozonloch um 1,2 Mio km2, da der Transport von warmer, ozonreicherer Luft in die polare Stratosphäre verringert wird. Das könnte die Wiederherstellung der Ozonschicht über der Antarktis bis in die zweite Hälfte des 21. Jahrhunderts verschieben.4
Anmerkungen:
1. verändert nach Fahey, D.W. (2002): Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer
2. Köhler, U., W. Steinbrecht, B. Haßler, A. Richter, J. Anderson, J. Russell III (2004): 20 Jahre Ozonloch - XX. Quadrennial Ozon Symposium auf Kos (Griechenland), Ozonbulletin des Deutschen Wetterdienstes 99
3. Sinnhuber, B.-M., M. Weber, A. Amankwah, and J.P. Burrows (2003): Total ozone during the unusual Antarctic winter of 2002, Geophysical Research Letters 30, No. 11, 1580, doi: 10.1029/2002GL016798
4. Newman, P. A., Kawa, S.R., Nash, E.R. (2004): On the size of the Antarctic ozone hole, Geophys. Res. Lett., Vol. 31, L21104, doi: 10.1029/2004GL020596