Atmosphäre Die Ozonschicht ist so dünn wie noch nie

Das Ozonloch über der Antarktis erholt sich langsam, allerdings langsamer als bisher angenommen. Das Bild zeigt eine Visualisierung aus dem Jahr 2015.

(Foto: dpa)
  • Das Ozonloch wird zwar kleiner, doch über den Tropen und in mittleren Breiten dünnt die Ozonschicht weiter aus.
  • Das zeigt eine internationale Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern der ETH Zürich und des Physikalisch-Meteorologischen Observatoriums Davos.
  • Insgesamt, so die Forscher, sei die Ozonschicht noch nie so dünn gewesen wie jetzt.
Von Martin Läubli

Es war eine der wenigen Erfolgsgeschichten der internationalen Umweltpolitik. Mit dem Montreal-Protokoll wurden am Ende der 1980er-Jahre die politischen Weichen gestellt, um eine Erholung der Ozonschicht einzuleiten. Darin wurde die Herstellung langlebiger Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) beschränkt. Diese Stoffe wurden seinerzeit als Kältemittel in Kühlschränken und als Treibgas für Sprühdosen eingesetzt. Sie zerstören Ozon in hohen Schichten der Erdatmosphäre, und damit den Schutzschild gegen lebensbedrohliche UV-B-Strahlung. Dank des Abkommens sind Produktion und Verbrauch der schädlichen Chemikalien seither um mehr als 90 Prozent gesunken.

Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) dämpft zwar seit Langem die Hoffnung auf eine schnelle Besserung, weil sich FCKWs nur langsam abbauen. Gleichzeitig verbreitete sie auch Optimismus, da sich der totale Ozongehalt der Atmosphäre seit dem Jahr 2000 stabilisiert hat. Dieser Optimismus ist nun infrage gestellt. Wie eine internationale Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern der ETH Zürich und des Physikalisch-Meteorologischen Observatoriums Davos zeigt, erholt sich die Ozonschicht über den Tropen und in mittleren Breiten keineswegs - im Gegenteil dünnt sie dort weiter aus.

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ETH-Forscher William Ball ist der Hauptautor der Untersuchung. "Ich bin besorgt", sagt er. Um seine Sorge zu verstehen, braucht es einen etwas detaillierteren Blick in die untersuchten Daten, die von verschiedenen unabhängigen Satellitensystemen seit Jahrzehnten gemessen werden. Etwa 90 Prozent des Ozons in der Lufthülle der Erde schwebt in einer Höhe von etwa zwölf bis 48 Kilometern, in der sogenannten Stratosphäre. Die restlichen zehn Prozent stecken im untersten Stockwerk der Atmosphäre, der Troposphäre, die von der Meereshöhe bis auf durchschnittlich zwölf Kilometer Höhe reicht.

Die Daten der aktuellen Studie bestätigen zwar frühere Untersuchungen: Als Folge des Montreal-Protokolls nimmt der Ozongehalt in der oberen Stratosphäre, in 32 bis 48 Kilometern Höhe, wie erhofft zu. Es gibt auch Anzeichen der Erholung des Ozonlochs über der Antarktis. "Das ist ein eindeutiger Beleg, dass das Abkommen von Montreal wirkt", sagt William Ball.

Seit Beginn der Messungen war die Schicht noch nie so dünn wie jetzt

Doch in der unteren Stratosphäre - zwischen etwa 15 bis 24 Kilometern Höhe - geht seit 1987 kontinuierlich und scheinbar unaufhaltsam Ozon verloren. Den Begriff "kontinuierlich" haben die Autoren in der Studie unüblich mit einem Ausrufezeichen und kursiv hervorgehoben. Auf dieser Höhe sind gut 40 Prozent des globalen Ozons verteilt. Deshalb ist es entscheidend, wie die Erholung in dieser Schicht verläuft. Die Ozonzerstörung auf dieser Höhe macht den Erfolg in den oberen Luftschichten mehr als wett. "Die lebenswichtige Ozonschicht war insgesamt noch nie so dünn, seit gemessen wird", warnt der Atmosphärenforscher William Ball.

"Es ist nicht die Entwicklung, die wir erwartet haben", sagt Johannes Staehelin, emeritierter Professor am ETH-Institut für Atmosphäre und Klima in Zürich und Mitautor der Studie. Der Atmosphärenchemiker beschäftigt sich seit Ende der 1980er-Jahre mit der langfristigen Entwicklung der Ozonschicht. Er ist überzeugt: "Ohne das Montreal-Protokoll würden wohl langfristig zwei Drittel der globalen Ozonschicht zerstört werden."

Dennoch stellt sich die Frage: Wie passen die neuen Befunde zu den bisherigen Beurteilungen der WMO und den Forscherberichten, wonach sich das Ozonloch schließe? Die Antwort ist relativ einfach: Das Augenmerk galt bisher vor allem dem sogenannten Totalozon in der Atmosphäre, das ist die Ozonmenge, gemessen von der Erdoberfläche bis zur Obergrenze der Stratosphäre. Das heißt: In diese Berechnung geht auch das Ozon in der Troposphäre ein, dem untersten Teil der Atmosphäre. Da es an der Grenze zwischen Tropo- und Stratosphäre keinen nennenswerten Luftaustausch gibt, wird der Verlust oben durch das Wachstum unten kompensiert, wie die Autoren in ihrer Studie interpretieren.

Für die erhöhten Ozonwerte unten ist der Mensch verantwortlich. Er produziert Stickoxide in Verbrennungsmotoren und Kohlenwasserstoffe in der Industrie. Beide Stoffe fördern die Ozonbildung. Paradox ist: Die massive Ausdünnung der lebenswichtigen Ozonschicht in der Stratosphäre wird ausgerechnet durch das Ozon ausgeglichen, das der Mensch verursacht und das ein gesundheitsschädliches Reizgas ist. Seit Jahrzehnten versuchen Behörden die Ozonkonzentration und die sommerlichen Ozonspitzen durch entsprechende Vorschriften zu senken - bisher mit gemischtem Erfolg. Zynisch betrachtet, kann man derzeit dankbar sein, dass der Mensch Ozon produziert und damit verhindert, dass der Schutzschild gegen UV-Strahlen weiter geschwächt wird.

Die Erderwärmung, so zeigen Klimamodelle, dürfte die Verteilung der Luft in der Stratosphäre verändern

Das kann aber nicht die Lösung sein. Die Studien-Autoren rufen deshalb dazu auf, alles zu unternehmen, um die Ursachen der Ozonausdünnung in der unteren Stratosphäre zu finden. Doch die Atmosphäre ist keine Maschine, deren Mechanismus bis ins letzte Detail bekannt ist. Zu viele Faktoren spielen eine Rolle beim Abbau von Ozon: die Sonnenintensität beispielsweise und der Luftaustausch zwischen Atmosphärenschichten.

Dennoch gibt es Hypothesen, welche Ursachen hinter dem Ozonabbau stecken könnten: Eine betrifft die sehr kurzlebigen Halogenverbindungen, sogenannte Very Short Lived Substances (VSLS), mit Haltbarkeiten von weniger als sechs Monaten. Eine Studie am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt bei München zeigt, dass diese Substanzen bis in die Stratosphäre gelangen und durchaus die Ozonschicht schädigen können. Der größte Teil der Emissionen stammt aus industriellen Prozessen. In diese Stoffkategorie gehört die Substanz Dichlormethan. Das ist ein Stoff, der in Lösungsmitteln vorkommt und ein starkes Ozon-Zerstörungspotenzial hat. Der Verbrauch ist in den letzten Jahren stark angestiegen. Eine andere Erklärung für die Ozonausdünnung sehen Forscher im Klimawandel, dessen Einfluss auf die Ozonschicht noch wenig untersucht wurde: Die Erderwärmung, so zeigen Klimamodelle, dürfte die Verteilung der Luft in der Stratosphäre verändern. Ozon wird grundsätzlich über den Tropen gebildet, Winde transportieren es dann in mittlere Breiten.

Und dann bliebe noch das Montreal-Protokoll selbst: Noch immer gelangen verbotene Substanzen in die Atmosphäre. Zudem produziert die Industrie nach wie vor ozonabbauende Stoffe, deren Herstellung im Umweltabkommen nicht geregelt ist.

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