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Blick in die Antarktis. Dort wird Ozon in der Stratosphäre abgebaut – Schuld hat der Klimawandel, sagen Forschende. (Archiv)
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Blick in die Antarktis. Dort wird Ozon in der Stratosphäre abgebaut – Schuld hat der Klimawandel, sagen Forschende. (Archiv)

Neue Studie

Klimawandel zerstört Ozon – Erholung der Ozonschicht könnte ausbleiben

  • Tanja Banner
    VonTanja Banner
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In der Arktis finden Forschende Hinweise darauf, dass der Klimawandel auch die Ozonschicht angreift. Die ist für Mensch und Tier auf der Erde enorm wichtig.

Bremerhaven – Die Ozonschicht in der Stratosphäre ist wichtig für Menschen, Tiere und Pflanzen: Ozon absorbiert UV-C- und UV-B-Strahlen und schützt damit die Lebewesen auf der Erde vor Strahlenschäden bis hin zu Hautkrebs. Bisher gingen Forschende davon aus, dass die Ozonschicht in der Arktis sich nach dem weltweiten Verbot von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) wieder erholen wird. Doch damit lagen sie offenbar falsch, wie eine neue Studie zeigt.

Forschende des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven berichten im Fachjournal „Nature Communications“ darüber, dass der Klimawandel über einen komplexen Mechanismus für einen verstärkten Abbau von Ozon über der Arktis sorgt. Wissenschaftler:innen des Instituts hatten bei der „Mosaic“-Expedition im Frühjahr 2020 einen Rekord-Ozonverlust über der Arktis erfasst. Nun stellten sie fest, „dass dies auch das Resultat von Klimaveränderungen war“, so Expeditionsleiter Markus Rex gegenüber der Deutschen Presse-Agentur.

Die Studie der AWI-Forschenden zeigt, dass bis zum Ende des 21. Jahrhunderts mit weiter zunehmenden Ozonverlusten im arktischen Polarwirbel zu rechnen ist, wenn der Klimawandel ungebremst voranschreitet. Der Polarwirbel ist ein Tiefdruckgebiet in der Stratosphäre, das sich im Herbst über der Arktis bildet und über den Winter und bis ins Frühjahr hinein bestehen bleibt. „Der arktische Polarwirbel driftet immer mal wieder auch über Mitteleuropa, sodass es auch in Deutschland jeweils im Frühjahr zu einigen Tagen reduzierter Ozonschicht kommen kann“, erklärt Rex. Das führe zu „erhöhter UV-Strahlung und letztlich zu Sonnenbränden und größerer Hautkrebsgefahr“.

Ozonloch über der Artkis: Klimawandel führt zu Abbau von Ozon

Die Dichte der Ozonschicht über der Arktis schwankt im Laufe des Jahres und erreicht im Frühjahr ihren geringsten Wert. Im Frühjahr 2020 maßen die „Mosaic“-Forschenden an Bord des Forschungsschiffs „Polarstern“ in der Höhe, in der sich das Ozon-Maximum befindet, eine Zerstörung von etwa 95 Prozent des Gases. Die Ozonschicht-Dicke sei dadurch um mehr als die Hälfte reduziert worden – obwohl die Konzentration ozonzerstörender Substanzen wie FCKW seit Jahren sinke. Von einem Ozonloch sprechen Fachleute, wenn die Ozonschicht so dünn wird, dass sie ihren Normalwert um etwa ein Drittel unterschreitet.

„Damit es zu einem Abbau von Ozon in der Arktis kommt, muss sich die Stratosphäre im Bereich der Ozonschicht stark abkühlen“, erklärt AWI-Wissenschaftler Peter von der Gathen. Während es warme und kalte Winter stratosphärische Winter im Polarwirbel gibt, zeigt die Analyse meteorologischer Daten der vergangenen 56 Jahre einen Trend hin zu tieferen Temperaturen – was zu einem steigenden Ozonverlust führt. Die Auswertung der Modelle zeige klar, dass der Trend Teil des Klimawandels sei, so die Forschenden.

Ozonschicht: Klimawandel führt zu Abkühlung – Ozon wird abgebaut

Dahinter steckt ein komplexer Mechanismus, der zumindest teilweise bekannt ist, heißt es vom AWI: Die Gase, die an der Erdoberfläche zur Erwärmung führen, fördern eine Abkühlung der höheren Luftschichten in der Stratosphäre. Vermutlich trügen auch Änderungen in den Windsystemen im Zuge des Klimawandels zu den tieferen Temperaturen im Polarwirbel bei.

Wie viel Ozon in der Arktis in den kommenden Jahren verloren geht, hängt den Forschenden zufolge stark von der Menge der Treibhausgase ab, die bis zum Ende des Jahrhunderts ausgestoßen werden. „Wenn wir unsere Treibhausgasemissionen nicht schnell und umfassend reduzieren, könnte der arktische Ozonverlust bis zum Ende des laufenden Jahrhunderts immer schlimmer werden, statt der allgemein erwarteten Erholung zu folgen“, so Rex. Auch der Weltklimarat IPCC hat gerade erst gewarnt, welche Folgen der Klimawandel hat, wenn nicht schnellstmöglich gegengesteuert wird.

Ozonschicht

Die Ozonschicht befindet sich in der unteren Stratosphäre, in einer Höhe von etwa 15 bis 50 Kilometern. Dort wird Sauerstoff (O2) durch Sonnenlicht in Sauerstoffatome gespalten, die sich dann zu Ozon (O3) verbinden.

Ozonschicht in Gefahr: FCKW sind noch in der Atmosphäre vorhanden

Obwohl FCKW und andere Substanzen, die die Ozonschicht zerstören können, heute nicht mehr zum Einsatz kommen, sind die Substanzen noch in der Atmosphäre vorhanden – sie werden nur langsam abgebaut. Seit dem Jahr 2000 fallen die Konzentrationen der ozonzerstörenden Substanzen im Polarwirbel und „liegen heute bei 90 Prozent des Maximums“, erklärt Gathen. Die Forschenden hoffen, dass sich das Ozonloch über der Antarktis langsam schließt. Das Ozonloch über der Arktis wurde erstmals 2020 festgestellt.

Fluorchlorkohlenwasserstoffe schaden nicht nur der Ozonschicht, sie wirken auch als Treibhausgase und tragen so zur Klimakrise bei. Eine Studie aus dem Jahr 2020 zeigte, dass die Freisetzung von FCKW in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts etwa ein Drittel des bis 2005 gemessenen globalen Temperaturanstiegs verursacht hat. In der Arktis sollen die ozonzerstörenden Substanzen sogar für die Hälfte der Erwärmung und des Eisverlusts bis 2005 verantwortlich sein. (tab/dpa)

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