Ozon

Gesamtansicht der Erde: Über der Arktis ist das Ozonloch weiß dargestellt, unmittelbar angrenzende Gebiete sind rot dargestellt und markieren die Zerstörung der Ozonschicht in diesen Gegenden.

Klimawandel

Ozon

Ozon spielt unterschiedliche Rollen: Während es in der Stratosphäre nötig ist, um die Erde vor schädlicher ultravioletter (UV) Strahlung zu schützen, gefährdet es in Bodennähe als sogenannter Sommersmog die Gesundheit von Menschen und Tieren.

Was ist Ozon?

Ozon hat die chemische Bezeichnung O₃. Dahinter steckt ein dreiatomiges Sauerstoffmolekül. Als Ozonschicht tritt das Gas in der Stratosphäre auf, das ist die Luftschicht in rund 15 bis 50 Kilometern Höhe, die sich an die erdnahe Troposphäre, in der das Wetter stattfindet, anschließt. Ozon entsteht, wenn sehr energiereiche, kurzwellige UV-Strahlung auf Sauerstoffmoleküle (O₂) trifft.

Ein Stoff mit unterschiedlichen Gesichtern

In der Atmosphäre ist Ozon unterschiedlich verteilt und spielt somit im Klimakreislauf verschiedene Rollen. In der Stratosphäre sorgt das Gas dafür, dass ein Großteil der ultravioletten Strahlung der Sonne absorbiert wird. Hierdurch nimmt Ozon eine Schutzfunktion wahr: Die UV-B-Strahlung kann Zellen von Pflanzen und Tieren zerstören und bei Menschen Schäden wie Hautkrebs verursachen. Hier ist das Ozon also durchaus erwünscht.

Doch die schützende Ozonschicht in der Stratosphäre ist vor allem durch Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) bedroht. Das Chlor greift die Ozonmoleküle an und zerstört sie: Ein Chloratom kann bis zu 100.000 Ozonmoleküle zerstören.

In der tiefer liegenden Troposphäre wird Ozon aber auch als Klimagas wirksam und trägt zum anthropogenen Treibhauseffekt bei: Es ist ungleichmäßig über den Globus verteilt und entsteht aus sogenannten Vorläufergasen – das sind vor allem Stickoxide und Kohlenmonoxid, die bei Verbrennungsprozessen entstehen. Seit Beginn des Industriezeitalters hat sich Ozon nach Kohlendioxid und Methan zum drittwichtigsten Klimagas entwickelt.

Zusätzlich wirksam wird das Gas in Bodennähe, wo es durch Abgase aus dem Autoverkehr und Emissionen der Industrie vor allem in Ballungsgebieten entsteht. Auch hier verstärkt es den Treibhauseffekt und kann als Sommersmog in besonders hoher Konzentration zur Reizung der Atmungsorgane und der Augen führen.

Das Ozonloch

Wenn die Ozonschicht auf weniger als die Hälfte ihrer Dicke reduziert ist, spricht man von einem Ozonloch. Da sich FCKW und andere ozonabbauende Substanzen über die ganze Welt verteilen, sind fast alle Gebiete der Erde betroffen.

Das erste "Loch" in der Ozonschicht entdeckten britische Forscher jedoch Ende der 1960er Jahre über der Antarktis. Der Grund: In der Kälte des antarktischen Winters sammeln sich Verbindungen, welche die Ozonschicht schützen, auf Eiskristallen in der Atmosphäre und fallen mit dem Schnee zu Boden..

Scheint im polaren Frühjahr die Sonne wieder intensiver, fehlt der Ozonschicht noch ihr chemischer Schutz. In der Folge wird das Ozon abgebaut. Inzwischen beobachten Forscher ein Ozonloch auch über der Arktis, jedoch ist es weniger stark ausgeprägt und unterliegt stärkeren Schwankungen.

Als Folge des Ozonlochs stieg die Gefahr, in den betroffenen Gebieten auf der Südhalbkugel an Hautkrebs zu erkranken, stark an. Betroffen sind vor allem die Menschen in Australien und Neuseeland.

Schutzmaßnahmen

Mit der Unterzeichnung des Montreal-Protokolls 1987 wurde der Beginn des internationalen FCKW-Verbots eingeleitet. Verwendet wurden FCKW vor allem als Treibgase in Spraydosen, als Kältemittel in Kühlschränken und Klimaanlagen sowie als Lösungsmittel.

197 Staaten haben das Montreal-Protokoll inzwischen ratifiziert, der FCKW-Einsatz weltweit ging laut Bundesumweltministerium um rund 95 Prozent zurück, in Deutschland sogar um 98 Prozent.

Inzwischen sind die Erfolge des FCKW-Verbots deutlich messbar und der Chlorgehalt in der Stratosphäre nimmt seit der Jahrtausendwende ab. Das bedeutet allerdings nicht, dass sich das Ozonloch über der Antarktis stetig verkleinern würde.

Seine Größe schwankt von Jahr zu Jahr noch in großem Maß und nähert sich immer wieder dem Rekordwert aus dem Jahr 2000. Allerdings sind die Werte an Rest-Ozon im Bereich des Lochs inzwischen wieder höher als zu Zeiten des höchsten FCKW-Eintrags in die Atmosphäre.

Laut einem gemeinsamen Bericht der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und des UN-Umweltprogramm (UNEP) aus dem Jahr 2014 besteht die Aussicht, dass sich die Ozonschicht bis zum Jahr 2050 weitgehend erholen und sich das Ozonloch damit schließen könnte.

Forschungserfolg

Drei Wissenschaftler haben sich um die Erforschung der chemischen Prozesse bei Bildung und Abbau des Ozons besonders verdient gemacht: Für das Verständnis darüber, wie empfindlich die Ozonschicht als "Achillesferse der Menschheit" reagiert, ehrte das Stockholmer Komitee Paul Crutzen, Mario Molina und Sherwood Rowland 1995 mit dem Nobelpreis für Chemie.

Autorin: Annika Franck

Weiterführende Infos

Stand: 25.09.2017, 14:57

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