Die Ozonschicht der Erde erholt sich allmählich, weltweit werden immer weniger für die Ozonschicht schädliche Stoffe verwendet. Als Folge sinkt der Gehalt an Chlor in der Stratosphäre, das im antarktischen Frühjahr für die Entstehung des „Ozonlochs“ verantwortlich ist, langsam ab. Doch für eine Entwarnung ist es noch immer zu früh, warnen Forscher anlässlich des Jahrestags der Unterzeichnung des Montreal-Abkommens am 16. Septemer.
Amerikanische Wissenschaftler sagen eine vorzeitige Erholung der Ozonschicht voraus, für die sie in ihren Messungen Hinweise sehen. Wissenschaftler des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung des Forschungszentrums Karlsruhe bestätigen dies jedoch nicht: Im Messnetz des Instituts ist keine Erholungstendenz auszumachen. Eine beobachtete Abkühlung der Stratosphäre fördert die Bildung stratosphärischer Wolken und wirkt der Abnahme des Chlorgehalts entgegen: An der Oberfläche der Wolkenpartikel wird Chlor verstärkt aktiviert und kann so den katalytischen Ozonabbau in Gang setzen.
Montreal-Abkommen wirkt
Eine 1974 in einer wissenschaftlichen Veröffentlichung ausgesprochene Warnung vor den Folgen immer stärkerer Fluor-Chlor- Kohlenwasserstoff-Emissionen (FCKW) bestätigte sich 1985 auf dramatische Weise: Britische Forscher entdeckten das "Ozonloch", eine jährlich im antarktischen Frühjahr auftretende Abnahme der Ozonschicht in über 20 Kilometern Höhe, in der Stratosphäre. Dies führte schließlich 1987 zur Unterzeichnung des so genannten Montreal-Protokolls, in dem sich die internationale Staatengemeinschaft verpflichtete, die Emissionen von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen zu senken.
Inzwischen greift das Abkommen: In der Umsetzung des Protokolls haben die Industrieländer den Verbrauch der für die Ozonschicht schädlichen Stoffe wie FCKW und Halone um 99 Prozent und die Entwicklungsländer ihren Verbrauch um 60 Prozent reduziert. Das Maximum der FCKW-Konzentration in der Troposphäre wurde Mitte der 90er Jahre erreicht. Der Chlorgehalt der Stratosphäre nimmt seit der Jahrtausendwende langsam ab.
Entwarnung frühestens in einigen Jahrzehnten
Trotzdem ist der Chlorgehalt in der Stratosphäre nach wie vor sehr hoch. Wegen der langsamen Austauschprozesse nach unten in die Troposphäre wird es noch mehrere Jahrzehnte dauern, bis der Chlorgehalt deutlich gesunken ist und sich die Ozonschicht nachhaltig erholen kann. "Ozondaten, die im Rahmen des bodengebundenen Messnetzes unseres Instituts langfristig gemessen werden, zeigen noch keinerlei Erholungstendenz", erläutert Professor Dr. Herbert Fischer, Leiter des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung des Forschungszentrums Karlsruhe.
Einfluss des Klimawandels
Die wesentliche Unsicherheit in der Prognose der Zukunft der Ozonschicht liegt im Einfluss des Treibhauseffektes auf die Chemie in der Stratosphäre. Dieser führt in der Stratosphäre – im Gegensatz zur Erwärmung in bodennahen Luftschichten – zu einer Abkühlung. Wenn die Stratosphäre kälter wird, werden sich verstärkt so genannte polare Stratosphärenwolken bilden. An der Oberfläche dieser Wolkenpartikel werden Chlorverbindungen aufgespalten und für die Reaktion mit Ozon aktiviert: Der katalytische Ozonabbau kommt in Gang.
Das verstärkte Auftreten polarer Wolken wirkt somit dem reduzierten Chlorgehalt entgegen: Die Erholung der Ozonschicht verzögert sich. Würde dazu noch, wie es der Nobelpreisträger Paul Crutzen zur Eindämmung des Treibhauseffektes vorgeschlagen hat, Schwefel in der Stratosphäre ausgebracht werden, entstünden daraus Schwefelsäuretröpfchen, die einen Typ der polaren Stratosphärenwolken darstellen. Somit würde, um den Treibhauseffekt einzudämmen, der Preis eines zusätzlichen anthropogenen Ozonabbaus gezahlt werden.
Stratosphärenwolken entscheidend
Polare Stratosphärenwolken sind daher der Schlüssel zum Verständnis der Entwicklung der Ozonschicht. Deshalb ist es wichtig, die Prozesse, die zur Bildung dieser Wolken führen, zu verstehen und in Klima- Chemie-Modelle, die die zukünftige Entwicklung der Atmosphäre simulieren, zu integrieren. Am Institut für Meteorologie und Klimaforschung ist es mit Hilfe des MIPAS-Experiments an Bord des europäischen Umweltsatelliten ENVISAT erstmals gelungen, die verschiedenen Typen der polaren Stratosphärenwolken gleichzeitig global zu messen und mit Modelldaten zu vergleichen. "Diese Vergleiche zeigen an, dass es im Verständnis der ozonrelevanten Prozesse auf den polaren Wolkenpartikeln noch beträchtliche Lücken gibt", sagt Herbert Fischer. Eine zuverlässige Prognose, wann sich die Ozonschicht erholen wird, ist deshalb derzeit noch nicht möglich.
(Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft, 15.09.2006 – NPO)
