Menschen begannen in den 1920er Jahren mit der Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen oder FCKW. Diese wurden bis in die 1970er Jahre in Klimaanlagen, Aerosol-Sprühdosen und industriellen Reinigungsprodukten verwendet. FCKW sind ziemlich schädlich für die Umwelt und können Moleküle in der Ozonschicht aufbrechen. Dies führt zu einem stratosphärischen Ozonabbau. Aber wussten Sie, wie lange es dauert, bis FCKW tatsächlich die Stratosphäre für FCKW erreichen?

Da Fluorchlorkohlenwasserstoffe schwerer als Luft sind, dauert es Jahre, bis sie die Stratosphäre erreichen, und Jahrzehnte, bis das Sonnenlicht sie in eine ozonabbauende Form umwandelt. Dadurch resultiert die aktuelle Degradation aus Jahrzehnten.

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Beobachtung des Ozonlochs

Im Jahr 2000 durchgeführte Studien zeigten, dass sich die ozonabbauenden Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) in der Stratosphäre eingependelt und in der unteren Atmosphäre sogar verringert haben, was darauf hindeutet, dass sich die Ozonschicht erholt. 

Am 9. September 2000 fanden NASA-Satelliten jedoch das größte Ozonloch in der Antarktis, das jemals aufgezeichnet wurde, und der globale Klimawandel könnte die Situation verschlimmern. Die Menschheit wird derzeit Zeuge des schlimmsten Ozonlochs aller Zeiten. Auch wenn der FCKW-Gehalt nach 13 Jahren Regulierung endlich unter Kontrolle gebracht wurde.

Der erste Punkt ist, dass diese Prozesse sehr langsam sind. Es dauert lange, bis die FCKW überhaupt in die Stratosphäre aufsteigen, also wird es lange dauern, bis sie wieder herauskommen. 

Dr. Richard McPeters, Hauptforscher für das Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) der NASA am NASA Goddard Space Flight Center (GSFC)

Am Boden emittierte FCKW diffundieren über die Troposphäre, die unterste Schicht der Atmosphäre, nach oben. FCKW werden durch die vertikalen Luftströmungen des troposphärischen Wetters in die Stratosphäre befördert. Da die Luft in der Stratosphäre weniger vertikale Luftbewegungen aufweist, steigen FCKW dort langsamer auf.

Tatsächlich kann es bis zu zwei Jahre dauern, bis ein einzelnes FCKW-Molekül die Stratosphäre erreicht, wo Ozon gefunden wird, nachdem es am Boden emittiert wurde. Laut Dr. Charles Jackman, einem atmosphärischen Modellierer bei GSFC, kann es Jahrzehnte dauern, bis sich Sonnenlicht in eine für das Ozon schädliche Form verwandelt.

NOAA-Wissenschaftler entdeckten 1994 einen Rückgang des FCKW-Gehalts in der untersten Schicht der Atmosphäre. Diese Entdeckung ließ hoffen, dass die FCKW-Konzentrationen in der Stratosphäre bald zu sinken beginnen würden, da diese FCKW schließlich ihren Weg in die Stratosphäre finden würden, wo das Ozon entsteht gefunden.

Es wird einige Jahre dauern, bis Sie beginnen, eine wirkliche Reduzierung der FCKW in der Stratosphäre zu sehen.

Dr. Richard McPeters, Hauptforscher für das Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) der NASA am NASA Goddard Space Flight Center (GSFC)

(Quelle: NASA)

Was ist der Antarktische Vortex?

Winde spielen auch eine wichtige Rolle beim Ozonabbau. Im Winter erzeugt die kalte Luft über der Antarktis einen gewaltigen Strudel aus sich schnell bewegender Luft, der die Antarktis umkreist. Dies ist als antarktischer Wirbel bekannt. Dieser Wirbel hält die Antarktis effektiv vom Rest der Atmosphäre isoliert.

Es bildet sich fast wie ein Whirlpool, der dort sitzt und sehr stabil ist. Es schließt diesen Luftkörper ein und verhindert, dass die ozonreiche Außenluft eindringt.

Dr. Richard McPeters, Hauptforscher für das Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) der NASA am NASA Goddard Space Flight Center (GSFC).

Die Tropen produzieren den größten Teil des stratosphärischen Ozons, weil die Intensität der Sonnenstrahlung, die die Ozonbildung verursacht, in Äquatornähe größer ist. Stratosphärische Luftströmungen transportieren das Ozon in die Arktis und Antarktis.

Der starke und stabile Wirbel verhindert, dass Ozon in die Stratosphäre über der Antarktis wandert, was die niedrigen Werte verschärft, die durch die eiskatalysierte Ozonzerstörung verursacht werden.

Der Wirbel lässt die Temperaturen in der Antarktis noch weiter sinken, indem er sie praktisch von der wärmeren Umgebungsluft isoliert. Niedrigere Temperaturen führen dazu, dass sich mehr Eiskristallwolken bilden und mehr Ozon zerstört wird. (Quelle: NASA)