Die Ozonschicht erholt sich langsam

Im Januar 2011 hat die World Meteorological Organization (WMO) einen Bericht zur Entwicklung der irdischen Ozonschicht veröffentlicht, an dessen Erstellung Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entscheidend mitgewirkt haben. Nach neuesten Abschätzungen könnte die Ozonschicht demnach Mitte des 21. Jahrhunderts wieder über die gleiche Stärke verfügen wie zu Beginn der 1980er Jahre.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: DLR, Wikipedia.

ESA
An Bord des am 12. Oktober 2006 gestarteten Satelliten MetOP-A (hier eine künstlerische Darstellung) befindet sich das Messinstrument GOME-2. Hierbei handelt es sich um einen Atmosphärensensor, welcher die Erdatmosphäre und die Ozonschicht kontinuierlich vermisst.
(Bild: ESA)

“Grund für diese positive Entwicklung ist die erfolgreiche Regulierung der Produktion und des Gebrauchs von fluor-, chlor- und bromhaltigen Substanzen wie zum Beispiel FCKW durch das Montreal-Protokoll von 1987 und nachfolgende internationale Vereinbarungen”, so Prof. Martin Dameris vom im bayrischen Oberpfaffenhofen ansässigen DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. “In diesem Prozess hat sich gezeigt, welche positiven Folgen es hat, wenn wissenschaftliche Erkenntnisse politische Konsequenzen haben.”

Mit dem Montreal-Protokoll reagierte die internationale Staatengemeinschaft auf das Anfang der 1980er Jahre erstmals beobachtete Ozonloch über der Antarktis. Die Abgabe von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) in die Atmosphäre, so die wissenschaftliche Begründung für dessen Entstehung, führt im Rahmen chemischer Prozesse zu einem Abbau der in der Stratosphäre befindlichen Ozonschicht und begünstigt so die Bildung dieser Lücke, durch welche die für Flora und Fauna schädliche UV-Strahlung ungehindert auf die Erdoberfläche trifft. Mit dem Montreal-Protokoll verpflichteten sich die unterzeichnenden Staaten, die Produktion und den Gebrauch von Fluorchlorkohlenwasserstoffen drastisch zu reduzieren.

Laut dem Bericht der in Genf in der Schweiz ansässigen World Meteorological Organization (WMO) geht man davon aus, dass sich durch die aktuell stattfindende Klimaänderung die Neubildung der Ozonschicht insgesamt beschleunigt. Das Ozonloch über der Antarktis soll sich demzufolge im Rahmen dieses Prozesses bis etwa zur Mitte dieses Jahrhunderts wieder weitestgehend schließen. In einigen Regionen könnte es dabei nach Ansicht der Atmosphärenforscher sogar zu einer sogenannten “Übererholung” kommen. Damit ist gemeint, dass die Ozonkonzentrationen in einigen Bereichen der Atmosphäre nach dem vollständigen Abbau der dort befindlichen Fluorchlorkohlenwasserstoffe sogar höher ausfällt als dies vor dem ersten Auftreten des Ozonlochs in den frühen 1980er Jahren der Fall war. Allerdings: “Diese positive Entwicklung ist nur dann gewährleistet, wenn die Vereinbarungen des Montrealer Protokolls weiterhin strikt befolgt werden”, so Prof. Martin Dameris.

DLR
Die Messungen von GOME-2 (Global Ozone Monitoring Experiment) an Bord des EUMETSAT-Satelliten MetOp-A ermöglichen die Bestimmung der Dicke der Ozonschicht. Der Gesamtozongehalt in der Atmosphäre wird in Dobson Einheiten (DU) angegeben. Das Bild zeigt das Ozonloch über der Südpolarregion von 1. bis 3. Oktober 2010 mit Ozonwerten deutlich unter 150 DU. Das Ozonloch überdeckt die Antarktis dabei fast vollständig.
(Bild: DLR)

Als Grundlage für ihre Vorhersagen über die Entwicklung der Ozonschicht verwenden die Wissenschaftler sogenannte “Klima-Chemie-Modelle”, mit denen die physikalischen, chemischen und dynamischen Prozesse in der Erdatmosphäre simuliert werden können. Diese Rechenmodelle wurden unter anderem am DLR-Institut für Physik der Atmosphäre erstellt. Im Vordergrund der Arbeiten stehen dabei Untersuchungen zum Einfluss des aktuellen Klimawandels auf die Chemie der Atmosphäre im Allgemeinen und auf die Ozonschicht im Besonderen.

Im Rahmen ihrer Analysen führen die Mitarbeiter des DLR-Instituts Langzeitsimulationen durch, welche in der Vergangenheit beginnen und sich bis in die Zukunft erstrecken. Die Rechenergebnisse werden dabei mit den bisher gewonnenen Beobachtungsdaten verglichen, um unter anderem die Qualität der Rechenmodelle zu bewerten und die Modelle zu verfeinern. Auf der Grundlage dieser Modelle ist es dann möglich, zuverlässige Aussagen über die zukünftigen Entwicklungen zu tätigen.

Für die Erstellung der Klimamodelle nutzen die Atmosphärenforscher unter anderem Daten des DLR-Instituts für Methodik der Fernerkundung (IMF). Das IMF verfügt über Standorte in Oberpfaffenhofen, Berlin-Adlershof und Neustrelitz. Zusammen mit dem Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) bildet das IMF das Earth Observation Center (EOC) – das Zentrum für Erdbeobachtung in Deutschland. Die Wissenschaftler des IMF sind maßgeblich an der Bereitstellung von Daten beteiligt, welche mithilfe satellitengestützter Messungen gewonnen werden. Diese Satellitendaten können anschließend zum Beispiel mit erdgestützten Messdaten ergänzt werden, um so eine möglichst hohe Genauigkeit zu erhalten. Am Ende stehen hochwertige Datensätze zur Verfügung, mit denen die Wissenschaftler ihre Prognosen erstellen können.

Die im Jahr 1950 gegründete World Meteorological Organization ist eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen, die sich mit dem Zustand und dem Verhalten der Atmosphäre, ihren Interaktion mit den Ozeanen, das durch sie entstehende Klima und der daraus resultierenden Verteilung der Wasserressourcen auf der Erde beschäftigt. Seit der Entdeckung des Ozonlochs veröffentlicht die WMO alle vier Jahre einen Bericht zum aktuellen Zustand der Ozonschicht. Die DLR-Wissenschaftler Dr. Veronika Eyring, Prof. Martin Dameris, Diego Loyola, Dr. Patrick Jöckel, Prof. Robert Sausen und Prof. Ulrich Schumann waren als Leitautoren und Mitwirkende beziehungsweise Gutachter an der Erstellung des aktuellen WMO-Dokumentes beteiligt.

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