Berichte des Forschungszentrums Jülich

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Berichte des Forschungszentrums Jülich - JuSER

Kapitel 1

Einleitung

Naturwissenschaftliche Fragestellungen im Bereich der atmosphärischen Wissenschaften

sind seit einigen Jahrzehnten von gesellschaftlichem Interesse und werden rege

in einer breiten Öffentlichkeit diskutiert . Phänomene wie das antarktische Ozonloch

oder die globale Erwärmung der Erdatmosphäre wurden maßgeblich als eine Folge

der industriellen Entwicklung erkannt . Natürliche Phänomene wie El Niüo, oder andere

Atmosphären-Ozean-Kopplungen, können durch Temperaturänderungen aufgrund

beispielsweise der Emission von Treibhausgasen empfindlich gestört werden, und so

tiefgreifende Auswirkungen auf das globale Wettergeschehen haben . Diese gegenseitige

Beeinflussung von biogenen und anthropogenen Faktoren erinnert daran, daß die

Erdatmosphäre als ein komplexes, wechselwirkendes System begriffen werden muß .

Ein Paradebeispiel für den Einfluß des Menschen auf dieses komplexe System ist

die substantielle Zerstörung der atmosphärischen Ozonschicht und ihre Folgen für die

Biosphäre .

Ozon (0 3 ) kommt in der Atmosphäre in allen Höhen vor . Die sogenannte Ozonschicht

befindet sich in Höhen zwischen ca . 15 - 40 km und bezeichnet die Höhe maximalen

Ozongehalts . Das meiste Ozon wird in den Tropen in einer Höhe von ca .

30 km gebildet . Sauerstoffmoleküle (0 2 ) werden durch die solare UV-Strahlung (bei

Wellenlängen von A G 242 um) photodissoziiert und bilden atomaren Sauerstoff (0),

der sich mit molekularem Sauerstoff (0 2 ) zu Ozon verbindet . Das entstandene Ozon

wird dann aus seinem Entstehungsgebiet abwärts und in Richtung der mittleren Breiten

transportiert . Damit kommt es zu einer Akkumulation dieses Spurengases in den

mittleren und höheren Breiten . Ozon hat die Eigenschaft die solare UV-Strahlung in

Wellenlängen zwischen 190 - 310 um zu absorbieren, was zu einer Erwärmung der entsprechenden

Luftmassen führt . Der dadurch verursachte Anstieg der Temperatur bis

in eine Höhe von ca . 50 km charakterisiert die Stratosphäre und unterscheidet sie von

der unteren Schicht der Atmosphäre (Troposphäre, von der Erdoberfläche bis ca . 7-

18 km Höhe), die durch eine mit der Höhe sinkende Temperatur gekennzeichnet ist .

Die Ozonschicht ist also die wesentliche Ursache für die Existenz der Stratosphäre und

schützt darüber hinaus die Biosphäre vor der für sie schädlichen UV-Strahlung . Die

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