Gute Nachricht f\u00fcr die Ozonschicht \u00fcber der Arktis. Klimawandel kann Erholung der Ozonschicht in der Arktis beeinflussen. <\/p>\n
Das Montrealer Protokoll zeigt Wirkung: Die Ozonschicht \u00fcber dem Nordpol wird sich nach heutigem Ermessen bis Ende des Jahrhunderts erholt haben. Das ist eines der zentralen Ergebnisse des EU-Projekts RECONCILE, das im Februar 2013 seine Arbeit abgeschlossen hat. Vier Jahre lang hatten J\u00fclicher Wissenschaftler und ihre Kollegen von 35 Forschungseinrichtungen und Universit\u00e4ten aus 14 L\u00e4ndern den chemischen Prozess der Ozonzerst\u00f6rung untersucht. Ihre Forschungen haben noch einmal best\u00e4tigt, dass tats\u00e4chlich Chlorverbindungen daf\u00fcr verantwortlich sind. Dank der neuen Erkenntnisse konnten die Wissenschaftler bestehende Klimamodelle verbessern. Dadurch lassen sich die k\u00fcnftige Entwicklung der Ozonschicht und die m\u00f6glichen Folgen der Klimaver\u00e4nderungen auf die Stratosph\u00e4re zuverl\u00e4ssiger vorhersagen.<\/p>\n
„Auch wenn sich die Ozonschicht erholt, durch Klimaver\u00e4nderungen k\u00f6nnen sich neue Rahmenbedingungen ergeben. Ein Grund mehr, den Aussto\u00df von Treibhausgasen deutlich zu reduzieren und so den Klimawandel zu stoppen“, betont Umweltchemiker Dr. Marc von Hobe vom Forschungszentrum J\u00fclich, das RECONCILE koordinierte. Der Klimawandel k\u00f6nnte die Temperatur, die Zirkulationsmuster und die Chemie der Stratosph\u00e4re ver\u00e4ndern. Das beeinflusst auch die Ozonschicht, deren Dicke sich wiederum auf die Temperatur auswirkt. Auch m\u00f6gliche Klimaschutzvorhaben k\u00f6nnten das Ozon negativ beeinflussen, etwa das sogenannte Geoengineering, bei dem mit technologischen Mitteln in geochemische oder biogeochemische Kreisl\u00e4ufe der Erde eingegriffen wird.<\/p>\n
Im Montrealer Protokoll von 1987 haben sich \u00fcber 190 Staaten verpflichtet, die Emissionen von chlorhaltigen Chemikalien wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) zu reduzieren. Eine vor rund sechs Jahren erschienene Studie hatte die Rolle der FCKW und das Protokoll indirekt in Frage gestellt. „In dem Projekt konnten wir einige offene Fragen zur Entstehung von Ozonl\u00f6chern kl\u00e4ren und nachweisen, dass neben der Zersetzung durch Chlor keine anderen Mechanismen eine entscheidende Rolle spielen“, erkl\u00e4rt Marc von Hobe. Analysen von Luftproben, welche die Universit\u00e4t von East Anglia und die Universit\u00e4t Frankfurt im Rahmen des Projekts durchf\u00fchrten, ergaben eine sichtbare Abnahme beim stratosph\u00e4rischen Chlor. Auch wenn der Abbauprozess langsamer abl\u00e4uft als erwartet, rechnen die Wissenschaftler damit, dass sich die Ozonschicht bis Ende des Jahrhunderts erholen wird.<\/p>\n
Dagegen spricht auch nicht, dass die Wissenschaftler Anfang 2011 die bisher ausgepr\u00e4gteste Ozonzerst\u00f6rung \u00fcber dem Nordpol beobachtet haben. Der entscheidende Faktor vor zwei Jahren war ein ungew\u00f6hnlich langer arktischer Winter. Ozon wird nur unter sehr kalten Bedingungen abgebaut. W\u00e4hrend der Polarnacht entsteht der sogenannte Polarwirbel, eine Art abgeschlossenes System mit sehr kalter Luft, zu dem keine w\u00e4rmeren Luftmassen aus dem S\u00fcden vordringen k\u00f6nnen. In diesem Wirbel bilden sich bei Temperaturen unter minus 80 Grad Celsius Polare Stratosph\u00e4rische Wolken (PSCs). An deren Oberfl\u00e4che wird eine Kette von Chlorreaktionen in Gang gesetzt, wodurch letztendlich Ozon zerst\u00f6rt wird. Stickstoffverbindungen, die die Ozonzerst\u00f6rung durch das Chlor stoppen k\u00f6nnten, werden in PSC-Partikeln gebunden und fallen aufgrund der Schwerkraft nach unten. Je l\u00e4nger die sehr kalten Bedingungen andauern, desto mehr Ozon wird zerst\u00f6rt. Erst wenn sich der Polarwirbel im Fr\u00fchjahr aufgel\u00f6st hat, kann sich die Ozonschicht wieder erholen.<\/p>\n
Bei der n\u00e4heren Untersuchung der Prozesse erlebten die RECONCILE-Forscher einige \u00dcberraschungen. J\u00fclicher Wissenschaftler stellten beispielsweise fest, dass die Oberfl\u00e4chenreaktionen auch an fl\u00fcssigen Aerosolen \u2013 das sind Schwebeteilchen in der Luft \u2013 sehr effizient ablaufen k\u00f6nnen. „Wichtig f\u00fcr die Chlorchemie ist weniger die Bildung von PSCs als vielmehr die Temperatur. Theoretisch k\u00f6nnen die Reaktionen \u00fcberall stattfinden, wo es kalt genug ist und entsprechende Chlorgase vorhanden sind“, erkl\u00e4rt Tobias Wegner, der in J\u00fclich \u00fcber Aerosol-Partikel und Chlor-Aktivierung promoviert hat. Dennoch spielen die PSCs eine wichtige Rolle bei der Ozonzerst\u00f6rung. Sie sorgen daf\u00fcr, dass die Chlorreaktionen auch noch bis in den Fr\u00fchling weitergehen k\u00f6nnen. \u201eDie Resultate des Projekts haben unser Verst\u00e4ndnis dieser Wolken komplett ver\u00e4ndert. Wir wissen jetzt, dass sich PSCs sehr viel schneller und bei h\u00f6heren Temperaturen bilden k\u00f6nnen\u201c, berichtet Prof. Tom Peter von der ETH Z\u00fcrich.<\/p>\n
Davon unabh\u00e4ngig haben Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut f\u00fcr Chemie, der Universit\u00e4t Mainz und der Technischen Universit\u00e4t Darmstadt au\u00dferdem in den Luftproben eine unerwartet gro\u00dfe Vielfalt an Teilchen gefunden. Diese sinken wahrscheinlich aus h\u00f6heren Schichten der Stratosph\u00e4re in den Polarwirbel ab und enthalten unter anderem Metalle, Silikate oder Ru\u00df. Woher diese Partikel stammen k\u00f6nnten, untersucht nun eine Mainzer Gruppe im Projekt „In-situ experiments on the chemical composition of high altitude aerosols and clouds in the tropical upper troposphere and lower stratosphere“ (EXCATRO). Die EU f\u00f6rdert das Vorhaben mit einem ERC Advanced Grant.<\/p>\n
Bei einem anderen Punkt k\u00f6nnen die Wissenschaftler zumindest Teilentwarnung geben: Nach dem Rekordwinter in der Arktis bef\u00fcrchteten einige einen drastischen Anstieg der UV-Strahlung auf der Nordhalbkugel. „Wir haben zwar erh\u00f6hte Werte festgestellt. Aber sie sind bei weitem nicht so hoch, dass eine deutlich gr\u00f6\u00dfere Gefahr von Hautkrebs besteht“, stellt Marc von Hobe klar.<\/p>\n
Die Europ\u00e4ische Union hat RECONCILE von 2009 bis 2013 mit 3,5 Millionen Euro aus ihrem 7. Forschungsrahmenprogramm gef\u00f6rdert. Die Forscher haben zahlreiche Laborexperimente, Messungen vor Ort und Computersimulationen durchgef\u00fchrt. Zu den H\u00f6hepunkten z\u00e4hlte die Messkampagne mit der „M55 Geophysica“, einem ehemaligen russischen Spionageflugzeug. Die Maschine ist das einzige Forschungsflugzeug Europas, das in H\u00f6hen von bis zu 21 Kilometern vordringen kann. Zwischen Januar und M\u00e4rz 2010 \u00fcberflog die „Geophysica“ 13-mal die Arktis und sammelte Proben und Daten. Ein wichtiger Teil der Erkenntnisse des Projekts beruhen auf der Analyse und Auswertung der Messdaten. Die Ergebnisse von RECONCILE werden demn\u00e4chst in einem wissenschaftlichen Paper und einem Abschlussbericht zusammengefasst.<\/p>\n