1985 war die Aufregung groß, als ein Loch in der Ozonschicht über der Antarktis entdeckt wurde. Fluorchlorkohlenwasserstoffe (kurz FCKW), also chemische Verbindungen, die etwa in Spraydosen und Kühlschränken Anwendung fanden, wurden als Ursache erkannt. Zwei Jahre später wurden diese dank des Montrealer Protokolls, das alle 198 Staaten unterzeichneten, verboten. Eines der besten Beispiele für internationale Zusammenarbeit und gemeinsame Beschlüsse. Seither wird beobachtet, wie sich die Ozonschicht entwickelt. „Es werden kontinuierliche Messungen von ozonzerstörenden Substanzen und von Ozon durchgeführt sowie regelmäßige Berichte erstellt. Derzeit ist der nächste Ozon-Assessment Report in Vorbereitung“, sagt die an der Universität Graz tätige Klimaforscherin Andrea Steiner.
Was ist Ozon?
„Ozon ist ein wichtiger Bestandteil unserer Atmosphäre. Die Ultraviolettstrahlung der Sonne spaltet einen Teil des Luftsauerstoffs in seine beiden Sauerstoffatome, welche sich mit dem zweiatomigen Luftsauerstoff O2 zu dreiatomigen Ozonmolekülen O3 verbinden. Das meiste Ozon (90 %) ist hoch in der Atmosphäre konzentriert bei etwa 15 km bis 35 km, in der sogenannten Stratosphäre, deshalb bezeichnet man diesen Bereich auch als Ozonschicht“, erklärt die Expertin. Kürzlich publizierte sie mit internationalen Kolleg*innen eine Studie über den Zusammenhang zwischen beobachteten Temperaturanomalien, Zirkulationsänderungen und Ozon. Dazu sagt sie weiters: „Die Dicke der Ozonschicht kann man sich in etwas so vorstellen: Würde man das gesamte in der Atmosphäre enthaltene Ozon am Boden sammeln, dann wäre die Ozonschicht global etwa 3 mm dick.“
Funktionen von Ozon
Und diese Ozonschicht hat zahlreiche wichtige Funktionen für uns Menschen und das Leben auf der Erde: Zum einen schirmt sie den Großteil der schädlichen UV-Strahlung der Sonne ab. Diese energiereichen UV-Strahlen können unsere Zellen schädigen und zum Beispiel Hautkrebs verursachen. Sie ist also ein wichtiges Schutzschild für uns Menschen. Zugleich bewirkt Ozon durch die Absorption der UV-Strahlung eine Erwärmung der Stratosphäre. Studien konnten zeigen, dass sich die Ozonschicht seit den 2000er Jahren erholt. „Das Montreal Abkommen ist eine Erfolgsgeschichte“, sagt die Wissenschafterin. „Mit der Zerstörung der Ozonschicht seit den 1980er Jahren ging auch eine beobachtete Abkühlung der Stratosphäre einher. Die Erholung der Ozonschicht zeigt sich auch dadurch, dass sich die Abkühlung in der unteren Stratosphäre seit den 2000er Jahren abgeschwächt hat. Auch über der Antarktis sollte sich dies in der unteren Stratosphäre zeigen.“
Unerwartete Temperaturtrends
In der Studie wurden – dank Satellitendaten der letzten Jahrzehnte – unerwartete Temperaturtrends sichtbar. Andrea Steiner: „Wir beobachten eine Erwärmung in der subtropischen unteren Stratosphäre der Südhalbkugel und eine Abkühlung über der Antarktis. Das steht im Gegensatz zur erwarteten Erwärmung in der antarktischen Stratosphäre.“ Die Forscher*innen sahen sich dies genauer an und konnten herausfinden, welche Rolle hier die atmosphärische Zirkulation spielt: Diese umfasst die vertikalen und horizontalen Luftbewegungen auf der Erde. Die atmosphärische Zirkulation ist dafür zuständig, dass Ozon in die Polregionen transportiert wird. Verändert sich diese Zirkulation, schlägt sich das auch in der Temperatur der Atmosphäre nieder. Am stärksten ausgeprägt sind diese Zirkulationsänderungen von Oktober bis Dezember.
Überraschende Ergebnisse
Das führt zu einer Erwärmung in der subtropischen unteren Stratosphäre der südlichen Hemisphäre und zu einer Abkühlung in der unteren Stratosphäre der Antarktis. Daher dachte man, dass sich die Ozonschicht bisher wenig gut erholten konnte – doch das ist gar nicht der Fall. Andrea Steiner:„Wenn wir nun von den beobachteten Temperaturänderungen jenen Anteil abziehen, der durch die Zirkulationsänderungen zustande kommt, dann zeigt sich die erwartbare Erwärmung in der unteren Stratosphäre über der Antarktis und damit auch eine langsame Erholung der Ozonschicht. Insgesamt konnten wir die Diskrepanz zwischen erwarteten und beobachteten Temperaturanomalien sowie die schwächer als erwartete Ozonerholung in der Antarktis im Oktober bis Dezember durch langsamere Zirkulation erklären.“ Die gemeinsamen Beschlüsse zum Schutz der Ozonschicht wirken.
