Was ist los mit dem Ozon?
Zwei Arten Ozon
Ozon ist ein Gas, das sowohl in der oberen Atmosphäre als auch nahe am Erdboden vorkommt.
Die Schicht unmittelbar über dem Erdboden ist die Troposphäre. Sie reicht etwa 10 bis 18 km in die Höhe, wo die zweite Schicht, die Stratosphäre beginnt. In der Troposphäre ist Ozon ein Schadstoff; es einzuatmen ist gesundheitsschädlich, und es schädigt Pflanzen. Ozon ist ein Bestandteil des städtischen Smog, und Behörden geben deshalb einen "Ozonalarm" heraus.
Die stratosphärische Ozonschicht schützt hingegen das Leben auf der Erde vor der ultravioletten Strahlung der Sonne. Ozon entsteht in der Stratosphäre von selbst. "Hochenergetische" UV-Strahlung spaltet O2-Moleküle in jeweils zwei freie Sauerstoffatome. Wenn sie auf O2-Moleküle treffen, entstehen Ozon-Moleküle.
Ozonabbau
Aber diese Ozonschicht wird teilweise durch chemische Reaktionen zerstört, die im wesentlichen von Licht, Chlor und Brom abhängen. Die stärkste Quelle für diese Elemente in der Stratosphäre ist die Photodissoziation von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) und Fluorbromkohlenwasserstoffen. Diese Gase, die auch Treibhausgase sind, treten aufgrund menschlicher Aktivitäten auf.
Das Ausdünnen der schützenden Ozonschicht, insbesondere im Bereich der Pole als Ozonloch bekannt, kann mit Satelliten gemessen werden. Ozonmangel führt zu erhöhter UV-Strahlung auf dem Erdboden, was wiederum eine Zunahme von Hautkrebs, Eintrübungen der Augenlinse und Schädigungen des Immunsystems zur Folge hat.
Das Ozonloch hängt von der Jahreszeit ab
Die Rolle des Sonnenlichts beim Ozonabbau ist die Erklärung, weshalb sich das Antarktische Ozonloch im Frühjahr entwickelt und im September die größte Fläche einnimmt. In den Polargebieten (und insbesondere am Südpol) führt die atmosphärische Zirkulation im Winter nur zu geringer Vermischung (normalerweise sind Gase gut durchmischt). Hierdurch werden die ozonabbauenden Moleküle in einer Schicht festgehalten.
Im Oktober hören diese Reaktionen auf. Zwischen Oktober und Dezember breitet sich das ozonverarmte Gebiet bis zu mittleren geographischen Breiten aus.
Obwohl FCKW heute nicht mehr produziert werden, wird von Wissenschaftlern nicht erwartet, dass das Ozonloch in den kommenden 10 Jahren kleiner wird. Dies liegt an der außerordentlich langen Lebensdauer von FCKW-Molekülen in der Atmosphäre. Wissenschaftler sind sich auch noch nicht darüber einig, welche Rolle der Klimawandel bei der Abnahme des Ozonlochs spielen wird.
Ozon beeinflusst das Klima...
Mit zunehmendem Ozongehalt nimmt auch der Wärmegehalt der Luft zu. Durch Ozon wird Wärme in der Stratosphäre infolge der Absorption des UV-Anteils im Sonnenlicht und der thermischen Infrarotstrahlung der Erde gespeichert. Daher führt abnehmendes Ozon in der Stratosphäre zu einem Temperaturrückgang.
Gleichzeitig verursachte die Zunahme der Treibhausgase in der Troposphäre - zu denen auch das Ozon zählt - zu globaler Erwärmung. Beide Mechanismen hängen zusammen.
...und das Klima beeinflust das Ozon
Temperatur, Feuchte, Wind und die Gegenwart anderer Chemikalien in der Atmosphäre beeinflussen die Ozonentstehung, und das Ozon wiederum beeinflusst diese atmosphärischen Eigenschaften.
Quelle: Eumetsat/DLR.
Die Ozon-Einheit
Die Menge des in der gesamten Atmosphäre vertikal verteilten Ozons wird in der Dobson-Einheit (Dobson unit, DU) angegeben. Die Dobson-Einheit ist ein grundlegendes Maß in der Ozon-Forschung.
1 DU entspricht einer Ozonschicht, die bei atmosphärischem Normaldruck und 0°C 10 µm hoch wäre. Beispielsweise entsprechen 300 DU einer 3 mm dicken Ozonschicht, brächte man das in der Atmosphäre verteilte Ozon zur Erdoberfläche.
