Berichte des Forschungszentrums Jülich

juser.fz.juelich.de

Berichte des Forschungszentrums Jülich - JuSER

2 KAPITEL 1 . EINLEITUNG

Ozonschicht ist folglich nicht nur entscheidend für die Schichtung der Atmosphäre,

sondern auch für die Existenz des Lebens auf der Erde selbst .

Trotz dieser essentiellen Eigenschaften liegt Ozon in der Stratosphäre nur in geringen

Mischungsverhältnissen von einigen ppmv (part per million by volume) vor . Unter

Standardbedingungen (0° C, 1013 hPa) würde die Gesamtmenge des atmosphärischen

Ozongehalts im Mittel die Erdoberfläche nur mit einer etwa 3mm dicken Schicht bedecken

. Aufgrund der atmosphärischen Dynamik ist das natürliche Ozonmischungsverhältnis

sehr variabel in seiner räumlichen und zeitlichen Verteilung . Zu einer Störung

der natürlichen Ozonverteilung kam es in den letzten Jahrzehnten durch anthropogene

Emissionen von insbesondere Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs) .

Es hat sich gezeigt, daß der erstmals in den achtziger Jahren im antarktischen

Frühjahr gemessene Ozonverlust über dem Südpol [Farmau et al., 1985 ; Stolarski

et al ., 1986] durch halogeninduzierte katalytische Abbauzyklen verursacht wird . Dieses

Phänomen ist heute weitgehend als Ozonloch" bekannt . Die Beteiligung von Chlorund

Bromradikalen am Ozonabbau der Stratosphäre während des antarktischen Winters

wurde bereits in den achtziger Jahren formuliert [z . B . Solomon et al., 1986 ;

McElroy et al ., 1986 ; Crutzen und Arnold, 1986 ; Molina und Molina, 1987 ; Solomon,

1988, 1990 ; Anderson et al ., 1991] . Ein entscheidendes Indiz hierfür war das antikorrelierte

Verhalten von niedrigen 0 3-Mischungsverhältnisse zu hohen Chlormonoxid-

Mischungsverhältnissen (C10) in der winterlichen Stratosphäre der Antarktis, wie in

Abbildung 1 .1 gezeigt ist .

In der arktischen Stratosphäre konnte ein analoger halogeninduzierter Ozonverlust

erstmalig für den Winter 1988/89 nachgewiesen werden, wurde dann aber auch in

darauffolgenden Jahren beobachtet [z . B . Hofmann et al., 1989 ; Browell et al ., 1990b ;

Evans, 1990 ; Prof tt et al ., 1990 ; Schoeberl et al ., 1990 ; Hofmann und Deshler, 1991 ;

Koike et al., 1991 ; Kyrö et al ., 1992] . Dieser arktische Ozonverlust ist jedoch aufgrund

der zwischen der Arktis und Antarktis unterschiedlichen atmosphärischen Dynamik

in der Regel deutlich schwächer ausgeprägt und tritt in einzelnen Wintern überhaupt

nicht auf. Die Unterschiede in der atmosphärischen Dynamik sind hier hauptsächlich

durch die verschiedenen orographischen Verhältnisse bestimmt . Nichtsdestotrotz konnte

ein mit dem antarktischen Ozonloch von 1985 vergleichbarer Ozonverlust in der Arktis

im extrem kalten Winter 1995/96 beobachtet werden [z . B . Manney et al ., 1996 ;

Hansen et al ., 1997 ; Müller et al., 1997] .

Bei diesen polaren Ozonverlustmechanismen spielt Chlormonoxid (C10) eine Schlüsselrolle

(s . Abb . 1 .1) . Das in der Stratosphäre verfügbare C10 ist hauptsächlich anthropogenen

Ursprungs und stammt zum größten Teil aus Fluorchlorkohlenwasserstoffen

(FCKWs) . Die wesentlichen Mechanismen des polaren Ozonverlusts scheinen verstanden

zu sein . Dennoch gibt es immer noch offene Fragen insbesondere bezüglich des

quantitativen Verständnisses, als essentielle Voraussetzung für zukünftige Prognosen

des zu erwartenden Ozonabbaus . So zeigen Vergleiche zwischen Beobachtungen und

Modellsimulationen zum arktischen Ozonverlust nach wie vor große Diskrepanzen [z . B .

More magazines by this user
Similar magazines