Ozonschicht dünnt weiter aus

Von wegen Erholung: Während die Ozonschicht über den Polen allmählich dichter wird, dünnt sie sich über den mittleren Breiten und den Tropen nach wie vor aus. Messungen zeigen: Dieser bisher unbekannte Trend geht vor allem auf einen anhaltenden Ozonschwund in der unteren Stratosphäre zurück. Möglicherweise beeinträchtigen der Klimawandel oder die vermehrte Freisetzung von FCKW-Ersatzstoffen die Heilung der Ozonschicht, vermuten die Forscher.

Die irdische Ozonschicht ist unser wichtigster Schutz vor schädlicher UV-Strahlung. Doch die Menschheit hat diese schützende Schicht empfindlich gestört: durch die jahrzehntelange Freisetzung ozonstörender chlor- und bromhaltiger Substanzen wie FCKWs. Zwar trat mit dem Montreal Protokoll 1989 ein Verbot dieser zum Beispiel in Treibgas und Kältemitteln verwendeten Stoffe in Kraft. Doch selbst 40 Jahre später reißt über der Antarktis noch immer alljährlich ein Ozonloch auf.

Anhaltender Rückgang

Zuletzt schien sich der Ozonschwund über der Polregion minimiert zu haben und auch insgesamt nimmt die Ozonschicht in der oberen Stratosphäre, also oberhalb von 30 Kilometern, inzwischen wieder deutlich zu. Ein Grund zur Entwarnung ist das allerdings nicht, wie neue Untersuchungen nun belegen.

William Ball von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich und seine Kollegen haben sich für ihre Studie der Ozonkonzentration im unteren Bereich der Stratosphäre in Höhen von 15 bis 24 Kilometern gewidmet. Mithilfe von Satellitenmessungen der letzten drei Jahrzehnte und statistischen Berechnungen stellten sie dabei fest: Trotz des FCKW-Banns geht die Ozonschicht in diesem Teil der Atmosphäre über den mittleren Breiten und den Tropen weiter zurück.

Maskierter Trend

Dieses Ergebnis ist den Forschern zufolge gleichzeitig überraschend – und auch wieder nicht. Denn einerseits zeigen gängige Modelle diesen Trend nicht und es werden immer weniger FCKWs in der Atmosphäre gemessen. Andererseits ist die global gemittelte Ozonsäule laut Messungen seit Jahren konstant, trotz der teilweise registrierten Erholung. Dies hatten Experten bereits als Indiz dafür gewertet, dass das Ozon in der unteren Stratosphäre zurückgehen könnte.

Nachweisen aber ließ sich dieses Phänomen bisher nicht. Der Grund: Neben dem natürlicherweise in der Stratosphäre gebildeten Ozon entsteht das Molekül auch durch menschliche Aktivitäten und sammelt sich in der Troposphäre, unterhalb von etwa 15 Kilometern, an. „Dieses anthropogene Ozon, das den Sommersmog verursacht, maskiert in den Satellitenmessungen zum Teil die stratosphärische Abnahme“, erklärt Ball.

Sind der Klimawandel oder Emissionen sehr kurzlebiger Chemikalien schuld an dem beobachteten Rückgang des Ozons? © ETH Zürich/ IAC

Klimawandel und FCKW-Ersatz als Erklärung

Doch wie kann es sein, dass sich die Ozonschicht trotz FCKW-Verbots immer weiter ausdünnt? Dafür haben die Wissenschaftler zwei mögliche Erklärungen: Zum einen verändert der Klimawandel das Muster der atmosphärischen Zirkulation. Dadurch wird die Luft aus den Tropen schneller und tiefer polwärts transportiert, sodass sich weniger Ozon bildet.

Zum anderen setzt der Mensch vermehrt sehr kurzlebige, chlor- und bromhaltige Chemikalien frei. Einige dieser Substanzen sind Ersatzstoffe für FCKWs und zwar weniger ozonschädlich, aber nicht völlig neutral. „Diese kurzlebigen Substanzen könnten ein unzureichend berücksichtigter Faktor in bisherigen Modellen sein“, vermutet Ball.

Folgen nicht abschätzbar

Welche Folgen der fortgesetzte Ozonschwund in der unteren Stratosphäre für Mensch und Ökosystem hat, lässt sich derzeit noch nicht abschätzen. Für Balls Kollege Thomas Peter sind die Erkenntnisse zwar besorgniserregend, aber nicht alarmierend: „Der jetzt festgestellte Rückgang ist weit weniger stark als vor Inkrafttreten des Montrealer Protokolls. Dessen Wirkung ist unbestritten, wie die Trendumkehr in der oberen Stratosphäre und an den Polen belegt.“

Allerdings: „In den mittleren Breiten ist die UV-Strahlung intensiver und außerdem sind diese Regionen besonders stark bevölkert“, gibt Mitautorin Joanna Haigh vom Imperial College London zu bedenken. „Der potenzielle Schaden könnte dort daher sogar größer sein als an den Polen.“ Wir müssen die Ozonschicht und ihre Funktion als UV-Filter in den mittleren Breiten und in den Tropen deshalb weiter im Auge behalten, schließt das Team. (Atmospheric Chemistry and Physics, 2018; doi: 10.5194/acp-18-1379-2018)

(Eidgenössische Technische Hochschule Zürich/ European Geosciences Union, 07.02.2018 – DAL)