Erstes arktisches Ozonloch: Wie es entstanden ist, was es bedeuten kann

Es scheint, dass die Antarktis nicht der einzige Teil der Erde ist, der in unserem Leben ein Ozonloch hat. Ziehen Sie über die Antarktis weiter, Sie haben einen neuen Spieler im Spiel.


Es ist die Arktis.

Forscher sagen seit einigen Jahren, dass sich die Ozonschicht der Erde langsamer erholen könnte, wenn es tatsächlich wärmer wird. Jetzt haben wir dramatische Beweise für diese Möglichkeit, die von Forschern in einerArtikelim TagebuchNaturam 2. Oktober 2011. Die Forscher sagten, dass im nördlichen Frühjahr 2011 18 bis 20 Kilometer über dem arktischen Eisschild in dem als Stratosphäre der Erde bekannten Teil der Atmosphäre eine massive Ozonzerstörung von 80 % stattfand. Damit ist 2011 das erste Jahr – überhaupt – in dem ein Ozonloch in der Arktis beobachtet wurde. Diese Wissenschaftler sagten:


Zum ersten Mal trat ein ausreichender Verlust auf, um vernünftigerweise als arktisches Ozonloch bezeichnet zu werden.

Ein gewisser Ozonverlust über der nördlichen Arktis – und die Bildung eines tatsächlichen OzonsLochüber der Südantarktis – wurden in den letzten Jahrzehnten in den jeweiligen Wintern der Pole jährlich gemessen. Seit Mitte der 1980er Jahre, als die Wissenschaftler des British Antarctic Survey erstmals über seine Existenz berichteten, wurde jedes Jahr im Winter beobachtet, wie sich das antarktische Ozonloch über dem südlichen Kontinent der Erde öffnet, ebenfalls in der ZeitschriftNatur.

Wir Menschen brauchen das Ozon der Erde. Die Ozonschicht schützt Lebewesen auf der Erde vor schädlicher ultravioletter Strahlung. Ohne Ozonschicht würden Hautkrebs und Ernteausfälle zunehmen. Ohne schützendes Ozon wäre das irdische Leben nicht überlebensfähig. Es gibt bereits Spekulationen, dass das arktische Ozonloch von 2011könnte verursacht habendeutliche Rückgänge beispielsweise bei der Winterweizenernte in Europa.

Fluorchlorkohlenwasserstoffe, auch FCKW genannt, sind die direkte Ursache des Ozonabbaus. FCKW – hauptsächlich bestehend aus Chlor, Fluor, Kohlenstoff und Wasserstoff – wurden häufig in Kühlmitteln, Kältemitteln und verschiedenen Aerosolen gefunden, bis ihre Wirkung auf das Ozon von Wissenschaftlern erkannt wurde. Diese Anerkennung erfolgte kurz vor der Bekanntgabe des ersten antarktischen Ozonlochs im Jahr 1985.




FCKW schädigen das Ozon bei besonders kalten Temperaturen. Die Entdeckung, dass die FCKW-Produktion in den 1980er Jahren stark zum Abbau der Ozonschicht in der Antarktis beitrug, führte zu demMontreal-Protokoll1987, wodurch der Einsatz von FCKW stark zurückgegangen ist. FCKW sind jedoch schwer aus der Erdatmosphäre zu entfernen und können jahrzehntelang in der Atmosphäre verbleiben, bevor die Konzentrationen zu sinken beginnen.

Bild zeigt den Abbau des Ozons in der Arktis und den Zusammenhang mit Chlormonoxid. Bildquelle: NASA Earth Observatory

Warum hat sich dieses Jahr in der Arktis ein Ozonloch gebildet?Die Ozonschicht befindet sich in unserer Stratosphäre, die etwa 15 bis 50 Kilometer über der Erdoberfläche liegt. Wir leben in der Troposphäre der Erde, die an der Oberfläche unseres Planeten beginnt und sich 15 Kilometer über dem Boden erstreckt. Unser ganzes Wetter spielt sich in der Troposphäre ab. Wenn Sie sich in der Troposphäre höher bewegen, werden die Temperaturen kälter.

Schichten der Atmosphäre. Bildnachweis: Wikipedia.


Aber wenn Sie die Troposphäre verlassen – und in die Stratosphäre eintreten – tritt eine Inversion ein, bei der die Temperaturen beginnen, sich zu erwärmen. Im vergangenen Winter war die Stratosphäre über einen längeren Zeitraum als gewöhnlich ungewöhnlich kalt. Diese kälteren Temperaturen sind der Grund für das arktische Ozonloch.

So funktioniert das. Wenn die Temperaturen kälter werden, steigen die Chancen für die Wolkenentwicklung in der Stratosphäre. Von Dezember 2010 bis März 2011 drehte sich über der Arktis ein Polarwirbel – oder ein starker Wirbel wirbelnder Winde um den Pol. Wenn ein Polarwirbel auftritt, blockiert er die wärmere Luft entlang der Troposphäre und hält kältere Luft in der Stratosphäre. Die kälteren Bedingungen erzeugten mehr stratosphärische Wolken, die als Oberfläche für stabile Chlorgase dienten, um sich in Chlormonoxid zu verwandeln. Die ständige Kälte, die Entwicklung stratosphärischer Wolken und die Entwicklung von ozonzerstörendem Chlormonoxid unterstützten schließlich den Abbau des Ozons in der Arktis im vergangenen Winter. Derzeit sind sich die Wissenschaftler noch nicht sicher, warum der Polarwirbel 2011 so stark war.

Wolken in der Stratosphäre trugen im Winter 2011 zum Abbau der Ozonschicht in der Arktis bei. Bildquelle: NASA Earth Observatory

Beeinflusst die globale Erwärmung den Ozonabbau?Schauen wir uns zunächst die durchschnittlichen Temperaturen der Stratosphäre seit 1979 an, wie in der folgenden Grafik dargestellt. Was bedeutet es? Dies bedeutet, dass sich die Stratosphäre in den letzten zwei Jahrzehnten abkühlt.


Die obige Grafik zeigt die stratosphärische Abkühlung relativ zum Mittelwert von 1981-2000. Die Temperatursprünge in den Jahren 1982 und 1991 waren Anomalien oder Abweichungen von der Norm aufgrund von Vulkanausbrüchen. Bildquelle: Nationales Klimadatenzentrum (NCDC)

Schauen wir uns zweitens die Temperaturen in der mittleren Troposphäre an, wie in der folgenden Grafik dargestellt. Diese Grafik zeigt, dass sich die Temperaturen in der Troposphäre – dem unteren Teil der Atmosphäre, in dem Menschen leben und in dem wir unser ganzes Wetter haben – erwärmt haben.

Bildquelle: NCDC

Was bedeuten diese beiden Grafiken zusammen? Sie legen nahe, dass sich die Stratosphäre mit der Erwärmung der Troposphäre abkühlt. Wissenschaftler wissen seit Jahren, dass eine Erwärmung in der Troposphäre zu einer kühleren Stratosphäre führen könnte. Die Erde braucht ein Gleichgewicht, und eine wärmere Troposphäre wird durch eine kühlere Stratosphäre ausgeglichen. Dr. Jeff Master hat einen hervorragenden Punkt in Bezug auf unsere Atmosphäre gemacht, als er sie mit der sehr extremen Atmosphäre des nächsten Planeten innerhalb der Erde in unserem Sonnensystem, der Venus, verglich.

Wir brauchen nur bis zu unserem Schwesterplaneten Venus zu schauen, um ein Beispiel dafür zu sehen, wie der Treibhauseffekt die Oberfläche erwärmt, aber die obere Atmosphäre abkühlt. Die Atmosphäre der Venus besteht zu 96,5% aus Kohlendioxid, was einen höllischen Treibhauseffekt ausgelöst hat. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur auf der Venus beträgt brutzelnde 894 ° F, heiß genug, um Blei zu schmelzen. Die obere Atmosphäre der Venus ist jedoch 4 – 5 Mal kälter als die obere Atmosphäre der Erde.

Was wäre passiert, wenn die Verwendung von FCKW nicht 1987 durch das Montrealer Protokoll eingeschränkt worden wäre? Wenn FCKW heute noch weit verbreitet wären – angesichts unseres derzeitigen Ausmaßes der globalen Erwärmung – wäre zu erwarten, dass der Ozonabbau größer und schneller eintritt.

Erwärmt sich die Erde wirklich? Jawohl. 2010 war beispielsweise mit 2005 das heißeste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen. Inzwischen ist die Energiemenge der Sonne auf dem niedrigsten Stand seit Beginn der Messungen Ende der 1970er Jahre. Etwas passt nicht zusammen. Ohne Treibhausgase würde weniger Sonnenenergie weltweit zu kühleren Temperaturen führen. Wir sehen jedoch nicht, dass dies geschieht.

Weitere Informationen zum arktischen Ozonloch finden Sie unterDr. Jeff Masters BlogundErdobservatorium der NASA.

Fazit: In der Arktis entstand im Winter 2011 das erste Ozonloch. Ein extremer Polarwirbel senkte die Temperaturen in der Stratosphäre und erzeugte Gase, die die Ozonschicht abbauen. Es ist sehr gut möglich, dass wir im kommenden Jahr mehr Fälle von Ozonabbau sehen werden, wenn die Treibhausgasemissionen weiter ansteigen, was zu einer erhöhten troposphärischen Hitze und einer stärkeren stratosphärischen Abkühlung führt.

Naturartikel: Beispielloser Ozonverlust in der Arktis im Jahr 2011

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