Menschen begannen in den 1920er‑Jahren, Chlorfluorkohlenwasserstoffe oder CFCs zu verwenden. Diese wurden bis in die 1970er‑Jahre in Klimaanlagen, Spraydosen und industriellen Reinigungsprodukten eingesetzt. CFCs sind ziemlich schädlich für die Umwelt und können Moleküle in der Ozonschicht aufspalten. Das führt zur Zerstörung der stratosphärischen Ozonschicht. Aber wussten Sie, wie lange es dauert, bis CFCs tatsächlich die Stratosphäre erreichen?

Da Chlorfluorkohlenwasserstoffe schwerer als Luft sind, dauert es Jahre, bis sie die Stratosphäre erreichen, und Jahrzehnte, bis das Sonnenlicht sie in eine ozonschichtabbauende Form umwandelt. Infolgedessen resultiert die aktuelle Zerstörung aus Jahrzehnten.

Beobachtung des Ozonlochs

Studien, die im Jahr 2000 durchgeführt wurden, zeigten, dass ozonschichtabbauende Chlorfluorkohlenwasserstoffe (CFCs) in der Stratosphäre ein Plateau erreicht und sogar in der unteren Atmosphäre abgenommen haben, was darauf hindeutet, dass sich die Ozonschicht erholt. 

Am 9. September 2000 entdeckten NASA‑Satelliten jedoch das bisher größte jemals gemessene antarktische Ozonloch, und der globale Klimawandel könnte die Situation verschärfen. Die Menschheit erlebt derzeit das bislang schlimmste Ozonloch, selbst nachdem die CFC‑Konzentrationen nach 13 Jahren Regulierung endlich unter Kontrolle gebracht wurden.

Der erste Punkt ist, dass diese Prozesse wirklich langsam sind. Es dauert lange, bis die CFCs überhaupt in die Stratosphäre gelangen, also wird es lange dauern, bis sie wieder herauskommen.

Dr. Richard McPeters, leitender Forscher für das Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) der NASA am NASA Goddard Space Flight Center (GSFC)

CFCs, die am Boden emittiert werden, diffundieren über die Troposphäre, die unterste Schicht der Atmosphäre, nach oben. Durch die vertikalen Luftströmungen des troposphärischen Wetters werden CFCs in die Stratosphäre gedrückt. Da die Luft in der Stratosphäre weniger vertikale Bewegung aufweist, steigen die CFCs dort langsamer auf.

Tatsächlich kann ein einzelnes CFC‑Molekül bis zu zwei Jahre benötigen, um nach seiner Emission am Boden die Stratosphäre, in der das Ozon vorkommt, zu erreichen. Laut Dr. Charles Jackman, einem atmosphärischen Modellierer am GSFC, kann es Jahrzehnte dauern, bis das Sonnenlicht sie in eine ozonschichtschädigende Form umwandelt.

Wissenschaftler der NOAA entdeckten 1994 einen Rückgang des CFC‑Niveaus in der untersten Schicht der Atmosphäre. Diese Entdeckung weckte die Hoffnung, dass die CFC‑Konzentrationen in der Stratosphäre bald zu sinken beginnen würden, da diese CFCs schließlich bis in die Stratosphäre aufsteigen, wo das Ozon vorkommt.

Es wird einige Jahre dauern, bis Sie echte Reduzierungen der CFCs in der Stratosphäre sehen.

Dr. Richard McPeters, leitender Wissenschaftler für das NASA’s Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) am NASA Goddard Space Flight Center (GSFC)

(Quelle: NASA)

Was ist der antarktische Wirbel?

Winde spielen ebenfalls eine wichtige Rolle beim Ozonabbau. Im Winter erzeugt die kalte Luft über der Antarktis einen riesigen Strudel aus schnell bewegender Luft, der die Antarktis umkreist. Dieser wird als antarktischer Wirbel bezeichnet. Dieser Wirbel isoliert die Antarktis effektiv vom Rest der Atmosphäre.

Er bildet fast einen Strudel, der dort sitzt und sehr stabil ist. Er schließt diese Luftmasse ein und verhindert, dass die außenliegende, ozonreiche Luft eindringt.

Dr. Richard McPeters, Principal investigator for NASA’s Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) at the NASA Goddard Space Flight Center (GSFC).

Die Tropen produzieren den größten Teil des stratosphärischen Ozons, weil die Intensität der Sonnenstrahlung, die die Ozonbildung verursacht, näher am Äquator stärker ist. Stratosphärische Luftströmungen transportieren das Ozon in die Arktis und Antarktis.

Der starke und stabile Wirbel verhindert, dass Ozon in die Stratosphäre über der Antarktis migriert, und verschärft damit die niedrigen Werte, die durch eis‑katalysierten Ozonabbau verursacht werden.

Der Wirbel lässt die Temperaturen in der Antarktis noch weiter sinken, indem er sie praktisch von der wärmeren umgebenden Luft isoliert. Niedrigere Temperaturen führen zur Bildung von mehr Eiskristallwolken und zur Zerstörung von mehr Ozon. (Quelle: NASA)