Forschende gingen bisher davon aus, dass sich die Ozonschicht in der Arktis im Zuge des weltweiten FCKW-Verbots erholen wird. Eine neue Studie zeigt nun, dass das womöglich aufgrund von globalen Emissionen von Treibhausgasen doch nicht so bald passiert.
Bremerhaven (dpa) – Über einen komplexen Mechanismus sorgt der Klimawandel offenbar auch für einen verstärkten Abbau von Ozon über der Arktis. Das berichten Forschende des Bremerhavener Alfred-Wegener-Instituts im Wissenschaftsmagazin «Nature Communications». Bei der «Mosaic»-Expedition war im Frühjahr 2020 ein Rekord-Ozonverlust über der Arktis erfasst worden. «Eine umfassende Analyse hat nun ergeben, dass dies auch das Resultat von Klimaveränderungen war», erklärte Expeditionsleiter Markus Rex.
Polarwirbel über Mitteleuropa
Die Studie zeige, dass trotz des weltweiten Verbots ozonzerstörender Substanzen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts mit weiter zunehmenden Ozonverlusten im arktischen Polarwirbel zu rechnen ist, wenn der Klimawandel ungebremst voranschreitet. Das kann Folgen für die Menschen in Europa, Nordamerika und Asien haben: «Denn der arktische Polarwirbel driftet immer mal wieder auch über Mitteleuropa, so dass es auch in Deutschland jeweils im Frühjahr zu einigen Tagen reduzierter Ozonschicht kommen kann, was dann in diesen Perioden zu erhöhter UV-Strahlung und letztlich zu Sonnenbränden und größerer Hautkrebsgefahr führen kann», erklärte Rex.
Der Polarwirbel ist ein Tiefdruckgebiet in der Stratosphäre in 15 bis 50 Kilometern Höhe, das sich in jedem Herbst über der Arktis bildet und unterschiedlich lange über den Winter bis in das Frühjahr hinein bestehen bleibt. Die Dichte der Ozonschicht über der Arktis schwankt im Jahresverlauf und erreicht stets im Frühjahr ihren geringsten Wert. Im Frühjahr 2020 war von «Mosaic»-Forschern ein Rekordverlust registriert worden: Im Höhenbereich des Ozonmaximums waren demnach etwa 95 Prozent des Ozons zerstört. Die Ozonschicht-Dicke sei dadurch um mehr als die Hälfte reduziert worden – obwohl die Konzentration ozonzerstörender Substanzen seit der Jahrtausendwende sinke.
Das Team um die AWI-Wissenschaftler Peter von der Gathen und Markus Rex sowie Ross Salawitch von der University of Maryland schätzten basierend auf Computermodellen den Ozonabbau im arktischen Polarwirbel bis zum Jahr 2100 ab. «Damit es zu einem Abbau von Ozon in der Arktis kommt, muss sich die Stratosphäre im Bereich der Ozonschicht stark abkühlen», erklärte von der Gathen.
Auch Windsysteme führen zu Ozonverlust
Generell gibt es demnach unregelmäßig mal warme und mal kalte stratosphärische Winter im Polarwirbel – die Analyse meteorologischer Daten der letzten 56 Jahre zeige jedoch einen Trend hin zu tieferen Temperaturen in den kalten stratosphärischen Wintern. Dies gehe mit steigenden Ozonverlusten einher. Die Auswertung der Modelle zeige klar, dass der Trend Teil des Klimawandels ist.
Der komplexe Mechanismus dahinter sei zumindest teilweise bekannt, hieß es vom AWI: Dieselben Gase, die an der Erdoberfläche zur globalen Erwärmung führen, fördern demnach eine Abkühlung der höheren Luftschichten in der Stratosphäre. Vermutlich trügen auch Änderungen in den Windsystemen im Zuge des Klimawandels zu den tieferen Temperaturen im Polarwirbel bei.
«Wenn wir unsere Treib- hausgasemissionen nicht schnell und umfassend reduzieren, könnte der arktische Ozonverlust trotz des großen Erfolgs des Montrealer Protokolls bis zum Ende des laufenden Jahrhunderts immer schlimmer werden statt der allgemein erwarteten Erholung zu folgen», so Rex.
Noch sind solche Substanzen reichlich in der Atmosphäre vorhanden, weil sie nur langsam abgebaut werden. Im Frühjahr 2020 hatten Forschergruppen erstmals ein Ozonloch über der Arktis festgestellt.
Bestätigen sich die neu gewonnenen Erkenntnisse, tragen die Fluorchlorkohlenwasserstoffe also gleich auf zwei Wegen erheblich zu Ozonverlusten im arktischen Polarwirbel bei – direkt in der Stratosphäre und über ihre Klimawirkung. Grundlage der aktuellen Studie waren Messungen während der etwa ein Jahr dauernden Expedition «Mosaic». Dabei driftete das Forschungsschiff «Polarstern» angedockt an eine riesige Eisscholle durch das Nordpolarmeer.
