Kontroverse um „Ozonloch“ über den Tropen

Umstrittener Schwund: Die Ozonschicht über den Tropen ist einer Studie zufolge stärker ausgedünnt als gedacht. Demnach hat die Ozondichte in der unteren Stratosphäre um bis zu 80 Prozent gegenüber den 1960er Jahren abgenommen. Das entspreche einem Ozonloch, meint ein kanadischer Forscher. Dem widersprechen andere Wissenschaftler allerdings vehement: In anderen Schichten und auch beim Gesamtozon gebe es von einem tropischen Ozonloch keine Spur.

Die Ozonschicht ist unser wichtigster Schutz gegen schädliche UV-Strahlung. Doch jahrzehntelange Emissionen chlor- und bromhaltiger Treibgase haben diese Schutzschicht angegriffen. Zwar sind viele FCKW seit dem Montreal-Protokoll von 1987 verboten, die Ozonschicht erholt sich aber nur langsam. Neue „Ozonkiller“ und der Klimawandel verstärken den Ozonschwund über Antarktis und Arktis sogar wieder. Auch in den mittleren Breiten und den Tropen gab es bereits erste Hinweise auf eine anhaltende Ausdünnung der Ozonschicht.

Fokus auf der Ozonschicht der Tropen

Jetzt legt eine neue Studie nahe, dass der Ozonschwund in den Tropen deutlich gravierender sein könnte als angenommen. Für seine Studie hat Qing-Bin Lu von der University of Waterloo in Kanada rund 77.000 Ozonmessdaten ausgewertet, die mithilfe von Sondenballons an 116 Messstationen weltweit seit 1965 gesammelt wurden. Er untersuchte, ob und wie sich die Ozonkonzentrationen in verschiedenen Höhen über den Tropen im Vergleich zu den 1960er Jahren entwickelt haben.

„Entscheidend zu beachten ist dabei, dass das Ozon über den Tropen je nach Höhe extrem ungleich verteilt ist“, erklärt Lu. Anders als an den Polen konzentriert sich der Großteil der tropischen Ozonschicht in der mittleren Stratosphäre ab 25 Kilometer Höhe. Nur rund 25 bis 30 Prozent des Ozons finden sich in der unteren Stratosphäre. „Das bedeutet auch, dass sich ein starker Ozonschwund in dieser unteren Schicht in Messwerten für das Gesamtozon weniger bemerkbar macht“, erklärt der Forscher.

Ozonloch in der unteren Stratosphäre…

Doch genau in dieser Zone findet schon seit Jahrzehnten ein gravierender Ozonschwund statt, wie Lu festgestellt haben will. Seine Angaben zufolge liegt die Ozondichte der unteren tropischen Stratosphäre rund 65 Prozent niedriger als noch in den 1960er Jahren. Das Zentrum dieser Schwundzone findet sich etwa zwischen dem 0. und 20. westlichen Längengrad. Dort habe der Ozongehalt sogar um bis zu 80 Prozent abgenommen, berichtet Lu. Dieser Ozonverlust sei vergleichbar mit dem im antarktischen Ozonloch.

Nach Ansicht des Forschers klafft damit über den Tropen ein zuvor unerkanntes Ozonloch. Allerdings betrifft dieses nicht die gesamte vertikale Ausdehnung der Ozonschicht. In Messungen des Gesamtozons wird dadurch der Wert von 220 Dobson-Einheiten – die offizielle Schwelle zum Ozonloch – nicht unterschritten. „Definiert man aber ein Ozonloch als Bereich, in dem sich die Ozondichte um mehr als 25 Prozent verringert hat, wie es auch für das arktische Ozonloch zutrifft, dann haben wir ein solches auch über den Tropen“, sagt Lu.

Seinen Analysen zufolge hat das tropische Ozonloch eine 7,5-mal größere Fläche als das Südpol-Ozonloch. Anders als die polaren Ozonlöcher, die nur im Frühjahr auftreten, bleibt es zudem das ganze Jahr hindurch bestehen. Dies zeige sich auch in auffällig niedrigen Temperaturen der Stratosphäre: „Die Stratosphärendaten zeigen ein ausgeprägtes Temperaturloch über den Tropen und liefern damit zusätzliche Belege für ein tiefes und großes tropisches Ozonloch“, schreibt der Forscher.

…oder doch nicht?

Dieser Interpretation der Daten widersprechen allerdings andere Atmosphärenforscher vehement. „Es gibt kein ‚tropisches Ozonloch'“, konstatiert beispielsweise Paul Young von der Lancaster University, Hauptautor des 2022 veröffentlichten UN-Ozonberichts. Die Betrachtung nur einer isolierten Höhenschicht und nur der relativen Veränderungen sei keine korrekte Vorgehensweise, kritisiert Young. Man müsse die absoluten Ozondichten betrachten.

Ähnlich sieht es auch Martyn Chipperfield, Atmosphärenchemiker von der University of Leeds: Die in dieser Studie aufgestellte Behauptung so großer Ozonveränderungen in den Tropen ist aus keiner anderen Studie ersichtlich – was mich eher misstrauisch macht“, kommentiert er. Beide Forscher betonen zudem, dass für ein Ozonloch die Ozondichte über die gesamte vertikale Ausdehnung der Ozonschicht maßgeblich ist. „Denn dies ist weit relevanter dafür, wie viel schädliche UV-Strahlung die Erdoberfläche erreicht“, so Young.

Anlass für weitere Studien

Im Gegensatz dazu ist Lu überzeugt, dass der tropische Ozonschwund zumindest Anlass zu weiteren Untersuchungen gibt: „Die Entdeckung des tropischen Ozonschwunds erfordert nun weitere Untersuchungen, unter anderem der Ozonentwicklung, der UV-Einstrahlung, aber auch der Krebsrisiken und anderer potenziell negativer Folgen für Gesundheit und Ökosysteme der tropischen Regionen“, betont er. Denn die Tropen seien immerhin die Heimat für rund 50 Prozent der Erdbevölkerung.

„Die Existenz eines tropischen Ozonlochs ist daher durchaus Anlass zur Sorge“, konstatiert er. Selbst wenn die Ozonschicht nur im unteren Bereich betroffen sei, könnte als Folge mehr UV-Strahlung zum Erdboden durchdringen. (AIP Advances, 2022; doi: 10.1063/5.0094629)

Quelle: American Institute of Physics (AIP), Science Media Centre