Trotz FCKW-Verbot: So befeuert der Klimawandel das Ozonloch über der Arktis

Die meisten Ozon zerstörende Substanzen sind inzwischen weltweit verboten, um die unseren Planeten schützende Ozonschicht zu retten. Eine neue Studie zeigt: Trotz dieses Verbots ist bis zum Ende des 21. Jahrhunderts mit weiter zunehmenden Ozonverlusten im Bereich des arktischen Polarwirbels zu rechnen. Schuld daran ist vorrangig der Klimawandel.

Die Daten hinter der Studie stammen von der „Mosaik“-Expedition des AWI.
Bild: Alfred-Wegener-Institut

Rekordverlust in der Ozonschicht

Beim arktischen Polarwirbel handelt es sich um ein Tiefdruckgebiet in der Stratosphäre in einer Höhe von 15 bis 50 Kilometern Höhe. Er bildet sich jedes Jahr im Winter und wird dann bis zum Sommer kontinuierlich wieder Schwäche. Im Jahresverlauf schwankt die Dicke der Ozonschicht über der Arktis und erreicht im Frühjahr den tiefsten Wert. Forscher der „Mosaic“-Expedition konnten im Frühjahr 2020 einen Rekordverlust registrieren, berichtet das Team des Bermerhavener Alfred-Wegener-Instituts. Im Höhenbereich des Ozonmaximums waren 95 Prozent des Ozons zerstört, wodurch die Dicke der Ozonschicht um mehr als die Hälfte reduziert wurde. Und das, obwohl die Verwendung Ozon zerstörender Substanzen seit der Jahrtausendwende massiv zurückgegangen ist.

Ozon zerstörende Stoffe in der Atmosphäre

Zwar haben sich im Rahmen des Montreal-Protokolls bereits 1987 zahlreiche Nationen, unter anderem auch Deutschland, dazu verpflichtet, die Produktion von Fluorkohlenwasserstoffen (FCKW) und anderen Ozon zerstörenden Substanzen einzudämmen und dann völlig zu stoppen, aber dennoch sind solche Substanzen heute immer noch in größeren Mengen in unserer Atmosphäre vorhanden. Das Problem ist, dass sie nur sehr langsam abgebaut werden. „Bis zum Jahr 2000 stiegen die Konzentrationen dieser Substanzen im Polarwirbel noch. Seitdem fallen sie und liegen heute bei 90 Prozent des Maximums“, so der Wissenschaftler Peter von der Gathen.

Die weiterhin vorhandene Konzentration Ozon zerstörender Substanzen mit besonders tiefen Temperaturen im Polarwirbel führt auch weiterhin zu chemischen Reaktionen, die ihren Anteil am Abbau der Ozonschicht haben. Eine Rolle spielen dabei etwa Chlor und Brom, die als Abbauprodukte von FCKW in der Atmosphäre entstehen. Bei niedrigen Temperaturen entstehen aus diesen Stoffen Wolken, in denen Chlor mit Brom und Sonnenlicht reagiert und dann einen Anteil am Abbau des Ozons hat.

Der Beitrag des Klimawandels

Die winterlichen Durchschnittstemperaturen im Polarwirbel schwanken in einem unregelmäßigen Rhythmus — mal sind sie kälter, mal wärmer. Analysen der meteorologischen Daten der letzten 56 Jahren zeigen indes einen deutlichen Trend zu tieferen Temperaturen. Das Team berichtet, dass Computermodelle nahelegen, dass dieser Trend sich bis zum Jahr 2100 immer weiter fortsetzen wird. „Abgesehen von einem zeigen alle Klimamodelle, die wir uns angesehen haben, dass die außergewöhnlich kalten Winter im Polarwirbel mit der Zeit kälter werden. Und je mehr Treibhausgasemissionen es gibt, desto steiler ist der Trend, was einen größeren Ozonabbau bedeutet“, so Studienautor Ross Salawitch von der University of Maryland.

Der Mechanismus, der den Ausstoß von Treibhausgasen mit den extrem kalten stratosphärischen Wintern verbindet, ist den Forschern noch nicht in allen Details bekannt. Allerdings gibt es immerhin schon erste Erkenntnisse zu dem komplexen Mechanismus: Scheinbar fördern dieselben Gase, die zu einer globalen Erwärmung der Erdoberfläche führen, die Abkühlung höher Luftschichten in der Stratosphäre. Die Forscher vermuten, dass auch mit dem Klimawandel einhergehende Veränderungen in den globalen Windsystemen zu den niedrigen Temperaturen im Polarwirbel beitragen.

„Wenn wir unsere Treibhausgasemissionen nicht schnell und umfassend reduzieren, könnte der arktische Ozonverlust trotz des großen Erfolgs des Montrealer Protokolls bis zum Ende des laufenden Jahrhunderts immer schlimmer werden, statt der allgemein erwarteten Erholung zu folgen“, warnt Expeditionsleiter Markus Rex. Dies könnte durchaus auch Auswirkungen auf Europa haben. „Denn der arktische Polarwirbel driftet immer mal wieder auch über Mitteleuropa, so dass es auch in Deutschland jeweils im Frühjahr zu einigen Tagen reduzierter Ozonschicht kommen kann, was dann in diesen Perioden zu erhöhter UV-Strahlung und letztlich zu Sonnenbränden und größerer Hautkrebsgefahr führen kann“, so Rex weiter.

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