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MOSAiC-Expedition : Der Klimawandel bedroht die arktische Ozonschicht

Start einer Ozonsonde während der MOSAiC-Expedition. Bild: AWI

Ein Jahr lang war die Polarstern im arktischen Eis unterwegs. Die Forscher haben jede Menge Daten gesammelt, auch über die Ozonschicht in der Nordpolarregion. Nun liegen erste Ergebnisse vor.

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          Der Klimawandel verursacht nicht nur eine zunehmende Erwärmung der Erde, er bewirkt offenkundig auch einen verstärkten Abbau der Ozonschicht über der Arktis. Und das trotz des weltweiten Verbots der Nutzung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) seit 1987. Das hat die Analyse der Daten ergeben, die während der einjährigen Expedition des deutschen Forschungsschiffs Polarstern von 2019 bis 2020 in der Arktis gemessen wurden. „Unsere Messungen zeigen, dass der chemische Ozonverlust über der Arktis im Frühjahr des vergangenen Jahres größer war als jemals zuvor“, sagt der Expeditionsleiter Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven und Leiter der MOSAiC-Expedition.

          Manfred Lindinger
          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          In einer Höhe, in der die Ozonkonzentration maximal ist, waren rund 95 Prozent der dreiatomigen Sauerstoffmoleküle zerstört. Die Dicke der Ozonschicht, die die energiereiche ultraviolette Strahlung absorbiert und das Leben auf der Erde schützt, hatte sich dadurch um mehr als die Hälfte reduziert. Eine umfassende Analyse der Daten hat nun ergeben, dass diese Entwicklung auch ein Resultat des hohen Gehalts an Kohlendioxid in der Atmosphäre ist. Während das Treibhausgas die unteren Luftschichten erwärmt, kühlt sich die Atmosphäre in einer Höhe von 15 bis 50 Kilometern entsprechend stärker ab.

          Tiefe Temperaturen setzen Chlor und Brom frei

          Die Temperaturen in der Nordpolarregion sinken natürlicherweise besonders stark in den Wintermonaten, wenn der arktische Polarwirbel, ein stabiles Tiefdruckgebiet in der Stratosphäre, das Wettergeschehen bestimmt. Fallen die Temperaturen tief genug, werden Chlor und Brom, die mit den FCKW in die oberen Luftschichten gelangt waren und dort an harmlose Substanzen gebunden sind, freigesetzt und zerstören das Ozon.

          Start eines Wetterballons Bilderstrecke
          MOSAIC-Expedition : Die arktische Ozonschicht ist bedroht

          Ein Effekt, der je nach Winter mal stärker, mal schwächer ausgeprägt ist. Aktuelle Analysen zeigen allerdings einen signifikanten Trend zu immer tieferen Temperaturen in der arktischen Stratosphäre während der Wintermonate. Dieser ist in den vergangenen Jahrzehnten mit steigenden Treibhausgasemissionen, insbesondere Kohlendioxid, korreliert. Ein zunehmender Verlust an Ozon in der oberen Atmosphäre ist die Folge, so die Forscher um Rex.

          Bislang war umstritten, ob die Winter in der Arktis tatsächlich immer kälter werden, wodurch sich der Abbau der Ozonschicht beschleunigen könnte. Die Messungen der MOSAiC-Expedition liefern nun einen klaren Beleg dafür. Computerrechnungen zeigen, dass der wiederkehrende Ozonabbau noch bis Ende des Jahrhunderts anhalten könnte, wenn die CO₂-Emissionen nicht drastisch verringert werden. Der Klimawandel beeinflusst auch, wegen der im Zuge der Erderwärmung  abnehmenden Temperaturunterschiede zwischen den Tropen und der Arktis, die vorherrschenden Windsysteme. Die Forscher nehmen an, das dies auch einen Beitrag zu tieferen Temperaturen im Polarwirbel  führt.

          Da der Polarwirbel auch immer wieder Richtung Europa driftet – so wie in diesem Frühjahr –, könnte eine abnehmende Ozonschicht auch für unsere Breiten Folgen haben. Eine höhere UV-Strahlung könnte laut den AWI-Forschern etwa zu mehr Sonnenbränden führen und die Hautkrebsgefahr steigern. Die Polarstern verbrachte ein Jahr lang im arktischen Packeis. Eingefroren in einer Eisscholle, ließ sie sich Richtung Nordpol treiben.

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