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Energieberater vor Ort - Ingenieurakademie Bayern Einführung Energieberatung, Klimaschutz 12 - funktionieren. Das X ist der Katalysator, der bei den Reaktionen gleichsam wiedergewonnen wird. X kann zum Beispiel sein: Chlor Cl, Brom Br oder Stickstoffmonoxid NO. Chlor wird zum Beispiel aus Fluorchlorkohlenwasserstoffen durch Sonneneinstrahlung abgespalten: CH3Cl + Licht → CH3 + Cl Ein Chlorradikal kann den katalytischen Zyklus viele Male durchlaufen und dabei bis zu 100.000 Ozonmoleküle zerstören. Der Zyklus kann nur abgebrochen werden, wenn zwei Radikale miteinander reagieren und so genannte Reservoirspezies bilden: ClO + ClO → Cl2 + O2 oder ClO + NO2 → ClONO2 Unter den besonderen Bedingungen der Polarnacht, d.h. Finsternis und sehr tiefe Temperaturen, können sich die Reservoirspezies zu beachtlichen Konzentrationen ansammeln. Durch die Kälte können sich einige Substanzen in der Stratosphäre verflüssigen und sogar gefrieren, es entstehen Polare Stratosphärenwolken (Polar Stratospheric Clouds, PSC), die für die Entstehung des Ozonlochs von großer Bedeutung sind. An den Kristallen der PSCs laufen Reaktionen ab, bei denen Stickstoffoxide aus der Luft in die Kristalle übergehen, so dass nur die weitaus aggressiveren Chlorverbindungen in der Luft bleiben: ClONO2(g) + H2O(s) → HOCl(g) + HNO3(s). (g bedeutet gasförmig, s (von solid) bedeutet fest) Wenn zum Ende der Polarnacht die Sonne aufgeht, werden diese Chlorverbindungen vom Licht gespalten und es stehen plötzlich sehr viele freie Chlorradikale zur Verfügung, die Ozonmoleküle zerstören können. Erst nach und nach verdampfen die PSCs und bringen die Stickstoffverbindungen zurück in die Luft, die mit den Chlorradikalen neue Reservoirspezies bilden können und so den Ozonabbau dämpfen. Der Grund, warum das Ozonloch am Südpol so viel stärker ist als am Nordpol, liegt in der Form des Antarktischen Kontinents begründet. In der Polarnacht, wenn keine Sonnenstrahlung auf die Erde fällt, bildet sich ein Kaltluftgebiet, der so genannte Polarwirbel. Da der Antarktische Kontinent im wesentlichen rund ist und kaum höhere Gebirge aufweist, wird der Polarwirbel an seinen Rändern auch nur wenig gestört und in seinem Inneren können sehr tiefe Temperaturen erreicht werden (bis unter 188K, das entspricht -85°C). Am Nordpol sind die Verhältnisse insofern anders, als daß der entstehende Polarwirbel durch die Überströmung der Gebirge der hohen nördlichen Breiten gestört wird. Es wird wärmere Luft eingemischt und deshalb können die Temperaturen nie soweit absinken, wie nötig, damit PSCs entstehen können. Ohne PSCs können aber die Stickstoffverbindungen nicht aus der Luft entfernt werden und der Ozonabbau bei Sonnenaufgang wird wesentlich gedämpft. Folgen Wegen der Zerstörung der Ozonschicht gelangt mehr UV-Licht auf die Erdoberfläche, was beim Menschen zu Hautschäden bis hin zum Hautkrebs führen kann. Bei fehlender ________________________________________________________________________________ alyss/2005/1/1 - 12 - Ingenieurakademie Bayern
Energieberater vor Ort - Ingenieurakademie Bayern Einführung Energieberatung, Klimaschutz 13 - Ozonschicht droht sogar die Erblindung innerhalb weniger Stunden. Mittlerweile wird die weltweite Ausdünnung der Ozonschicht durch Satellitenüberwachung gemessen. Treibhausgase, die wichtigsten Emittenten und deren Effektanteile Treibhausgas wichtigste Emissionsquellen Erwärmungspotenzial* GWP Kohlendioxid (CO2) Verbrennung fossiler Brenn- und Treibstoffe (Erdöl, Erdgas, Kohle), Abholzung / Brandrodung, Zementherstellung Methan (CH4) Landwirtschaft: Methan entsteht bei der Vergärung des Futters durch Mikroorganismen im Verdauungstrakt der Nutztiere. Reisanbau: Mikroorganismen zersetzen organische Substanzen unter anaeroben Bedingungen (unter Luftabschluss in überfluteten Reisfeldern) und produzieren dabei Methan. Abfalldeponien Lachgas (N2O) Landwirtschaft: Unter sauerstofffreien Bedingungen wandeln Bakterien den Stickstoffdünger zu Lachgas um Fluorierte Kohlenwasserstoffe (HFC / PFC / SF6) Fluorchlorkohlenwassersto ffe (FCKW- und HFCKW- Gruppe) Kälte- und Klimaanlagen, Isolationsschäume. FKW's kommen v.a. als Ersatzstoffe für die FCKW und HFCKW zum Einsatz Spraydosen, Schaum- stoffherstellung, technische Lösungs-mittel und Kältetechnik. FCKW's sind wegen ihrer Ozonschicht zerstörenden Wirkung z.T. bereits verboten, für HFCKW's gelten längere Übergangsfristen 1.5 Ausgewählte Folgen des Klimawandels Anteil am verstärkten Treibhauseffekt 1 weltweit ca. 60%, 21 weltweit ca. 20%, 310 weltweit ca. 6%, 10 bis mehrere 1000 10 bis mehrere 1000 weltweit rasch zunehmend; weltweit über 10%, Tendenz abnehmend; Die globalen Durchschnittswerte des bevorstehenden Klimawandels sagen wenig über die tatsächlichen Veränderungen aus, die die Menschen in bestimmten Gebieten erfahren werden. Erst wenn die regionalen und lokalen Folgen des globalen Wandels in den Blick geraten, werden die tatsächlichen Konsequenzen des anthropogenen Klimawandels deutlich. Noch mehr als die Wissenschaft des globalen klimatischen Wandels hat es allerdings die regional orientierte Klimafolgenforschung mit dem Problem der Unsicherheit zu tun, u.a. weil die heutigen Klimamodelle für regionale Aussagen noch eine zu grobe Auflösung besitzen und weil die sehr komplexen Rückkopplungsprozesse in vielen Fällen noch keineswegs verstanden sind und die Berechnungen erschweren. ________________________________________________________________________________ alyss/2005/1/1 - 13 - Ingenieurakademie Bayern
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