Antarktisches Ozonloch 1980

Australien und Ozeanien - physische Übersicht

978-3-14-100700-8 | Seite 183 | Abb. 4 | Maßstab 1 : 180.000.000
Antarktisches Ozonloch 1980 |  | Australien und Ozeanien - physische Übersicht | Karte 183/4

Informationen

Die stratosphärische Ozonschicht in etwa 15 bis 50 Kilometern zeigt insbesondere über der Antarktis eine jährlich wiederkehrende Ausdünnung. Heute nimmt die Fläche, die von dem stärksten Ozonrückgang über der Antarktis betroffen ist, zum Teil über 20 Mio. km² ein. Die Ozonkonzentration im Zentrum des Ozonlochs sank dabei von 240 Dobson Units (Einheit 1 DU = 1 Hektopascal Ozonpartialdruck) im Jahre 1975 auf teilweise unter 120 DU heute. Die Abnahme des atmosphärischen Ozongehalts konzentriert sich vor allem auf Höhen zwischen 15 und 20 Kilometer, wo der Ozonrückgang zeitweise über 95 Prozent beträgt.

Ozonkreislauf — natürliche Prozesse und menschlicher Einfluss
In der Stratosphäre wird auch auf natürliche Weise ständig Ozon ab- und ebenso wieder aufgebaut. Dabei werden durch ultraviolette Sonnenstrahlung mit Wellenlängen < 0,242 nm zunächst Sauerstoffmoleküle (O2) in einer photochemischen Reaktion in zwei einzelne Sauerstoffatome aufgespalten. Diese verbinden sich dann mit einem weiteren Sauerstoffmolekül zum dreiatomigen Ozon (O3). Durch die Absorption eines Großteils der kurzwelligen UV-Strahlung wirkt die Ozonschicht somit wie ein Filter. Unter dem Einfluss des Sonnenlichts wird das Ozon in seine Ausgangsstoffe zerlegt. Neben diesem photochemischen Abbauprozess wird das stratosphärische Ozon auch katalytisch abgebaut. Dabei reagiert ein sogenanntes Radikal-Molekül mit einem Ozonmolekül und spaltet von diesem ein Sauerstoffatom ab. Als Radikale fungieren insbesondere Hydroxyl, Stickoxid oder Chlor.
Auf diese Weise entstehen aus Ozon ein zweiatomiges Sauerstoffmolekül und eine Verbindung aus einem Radikal-Molekül und einem Sauerstoffatom. Diese Radikal-Sauerstoffverbindung reagiert mit einem freien Sauerstoffatom — es bilden sich ein Sauerstoffmolekül und das ursprüngliche Radikal-Molekül. Ein solches Radikal kann diesen Prozess des Ozonabbaus mitunter mehrere tausend Mal durchlaufen, bevor es selbst durch andere chemische Reaktionen unschädlich gemacht werden kann.
Der Mensch hat durch den zunehmenden Eintrag von FCKW in Form von Lösungsmitteln, Treibgas und Kühlmitteln in die Atmosphäre den katalytischen Ozonabbau verstärkt. Durch ihre chemische Trägheit werden die FCKW in der Troposphäre kaum abgebaut und steigen daher allmählich bis in die Stratosphäre auf, wodurch die energiereiche UV-Strahlung die ozonabbauenden Chloratome freisetzt.

Besonderheiten des antarktischen Ozonrückgangs
Bei der Entstehung des Ozonlochs über der Antarktis spielen darüber hinaus solarklimatische Gesichtspunkte eine wesentliche Rolle. Während der sechsmonatigen Dunkelheit im antarktischen Winter kann sich aufgrund der fehlenden Sonneneinstrahlung kein Ozon bilden. Vielmehr bauen die ozonzerstörenden Gase, die in geringeren Mengen auch in der natürlichen Atmosphäre vorhanden sind, einen Teil des Ozons ab. Hinzu kommt die Ausbildung eines zirkumpolaren Wirbels (Vortex). Dieser geschlossene Windgürtel verhindert weitgehend die Zufuhr ozonreicherer Luft aus nördlicheren Regionen.
Die drastische Ausweitung des Ozonlochs war in den vergangenen Jahren aber jeweils zu Beginn des Südfrühlings zu beobachten, wenn die gerade aufgehende Sonne die Ozonproduktion und -zufuhr aus niedrigeren Breiten anregen sollte. Bei Temperaturen von unter minus 80 °C lagern sich im Winter an sogenannte Stratosphärenwolken Chlorwasserstoff- und Chlornitratverbindungen an. In Reservoirgasen sind diese ozonschädigenden Chlorverbindungen dadurch gebunden und für den Ozonabbau unwirksam. Durch das Gewicht der Wolkenpartikel sinken diese allmählich ab — der Puffer für die aggressiven Chlorverbindungen geht verloren. Darüber hinaus bilden sich in den Wolken im Laufe des Winters Vorgängersubstanzen, aus denen im antarktischen Frühling rasch eine große Zahl von Chlorverbindungen freigesetzt wird.
A. Siegmund

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Änderungen der Temperatur und CO2-Konzentration der Atmosphäre in der Antarktis

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