Grosses Ozonloch über der Antarktis

Unsere Erdatmosphäre schützt uns vor vielerlei gefährlicher Strahlung. Die darin vorkommenden Gase absorbieren 20 bis 40 Prozent der elektromagnetischen Strahlung. Ausserdem werden weitere 30 Prozent als Infrarotstrahlung reflektiert. Damit gelangt weniger als die Hälfte der Sonnenstrahlung auf die Erde.
In einer Höhe von 15 bis 30 km liegt die stratosphärische Ozonschicht. Diese Schicht lässt energiereiche Sonnenstrahlung nur bedingt durch, wobei die mittlere UV-Einstrahlung am Äquator im Vergleich zur Antarktis und Arktis einen rund tausendmal höheren Wert erreicht.

Ein Ozonmolekül besteht aus drei Sauerstoffatomen – daher auch O3. Durch die energiereiche ultraviolette Strahlung bildet sich das Ozon in der Stratosphäre durch chemische Reaktionen aus molekularem Sauerstoff O2 auf natürliche Weise. Parallel dazu laufen chemische Reaktionen ab, die das Ozon wieder zersetzen. Diese Prozesse geraten immer wieder durcheinander: Offensichtlich auch jetzt wieder. Erneut zeigte nämlich der Ozonüberwachungs- und Prognosedienst des CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) einen rekordträchtigen Ozonabbau über dem Südpol. Laut der Wissenschaftlerin Antje Inness soll sich das Ozonloch in diesem Jahr früh gebildet haben und sei dann ab Mitte August rasant gewachsen.
Seine Daten bezieht das CAMS vom Satelliten Copernicus Sentinel-5P, der am 13. Oktober 2017 erfolgreich startete. Er beinhaltet mehrere Spektrometer, welche spektrale Attribute zu verschiedenen atmosphärischen Gasen messen. Diese Messungen betreffen die Luftqualität, die Ozon- und UV-Strahlung sowie die Klimavorhersage. Laut den Forschenden sollen die Daten des Sentinel-5P eine vergleichsweise hohe Messgenauigkeit zu den bodengestützten Messungen aufweisen.

Copernicus ECMWF, YouTube

Das Ozonloch über dem Südpol so gross wie selten zuvor

Die extrem ausgedünnte Ozonschicht reicht – wie die Satellitenmessungen vom 16. September zeigen – mit rund 26 Millionen Quadratkilometern weit über die Antarktis hinaus. Damit ist es eins der grössten jemals gemessenen Ozonlöcher. Üblicherweise ist das Südpol-Ozonloch im September und Oktober am ausgeprägtesten. Das ist die Zeit, in der die Polarnacht endet. Dabei starten durch die Sonneneinstrahlung ozonaufbauende Reaktionen in der Stratosphäre.
Gleichzeitig gibt es Ereignisse, die die Ausdehnung des antarktischen Ozonlochs fördern. Ein solches wäre beispielsweise, wenn der polare Vortex – ein kreisförmiges Windband um die Antarktis – durch einen signifikanten Temperaturunterschied zwischen Südpolregionen und südlichen Breiten verstärkt wird. Diese Barriere verhindert den Austausch der Luftmassen, wodurch die isolierte Polarregion abgekühlt bleibt. Das fördert günstige Bedingungen für den Ozonabbau in der polaren Stratosphäre. Die ESA berichtet, dass Forschende darüber spekulieren, ob der Vulkanausbruch des Hunga Tongas im Vorjahr die aktuelle Lage begünstigt. Der Vulkan feuerte rund 150‘000 Tonnen Wasser wie auch eine riesige Menge Wasserdampf in die Stratosphäre. Dieser Dampf führte zur Abkühlung der antarktischen Stratosphäre sowie zur vermehrten Bildung polarer Stratosphärenwolken, was wiederum zu einem verstärkten polaren Vortex führt. Doch auch wenn diese Bedingungen generell als Begünstigung für ozonabbauende Reaktionen gelten, ist das bisherige Ausmass der Eruption noch nicht abschliessend bekannt. Auch ob noch andere klimatische Faktoren mitgewirkt haben, muss erst noch weiter erforscht werden.

Anfang des Jahres – also vor der Bildung des Ozonloches – meinte die UNRIC (United Nations Regional Information Centre) noch, dass sich die Ozonschicht über der Antarktis bis 2066 erholen werde – vorausgesetzt, keine grösseren Mengen an FCKW gelangen in die Atmosphäre. Ob diese Beurteilung mit Blick auf die aktuelle Lage aufrechterhalten werden kann, ist noch nicht geklärt.

Quellen und weitere Informationen:
ESA: Ozone hole goes large again / Sentinel-5P
unric: Ozonschicht-Regeneration bis 2066 erwartet
weltderphysik: Die Ozonschicht