Berichte des Forschungszentrums Jülich

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Berichte des Forschungszentrums Jülich - JuSER

Kapitel 2

Grundlagen der stratosphärischen

Chlor- und Ozonchemie

2 .1 Chlorhaltige Spurengase

Als Spurengase werden alle Gase der Atmosphäre außer den permanenten Bestandteilen

Stickstoff, Sauerstoffund diverse Edelgase bezeichnet . Die an der Ozonchemie beteiligten

stratosphärischen Spurengase stammen in der Regel aus bodennahen Quellen

und gelangen durch Transportprozesse in die Stratosphäre . Dort werden sie durch photochemische

Reaktionen in reaktive (Radikale) und weniger reaktive Spezies (Reservoirgase)

umgewandelt . Die wichtigsten Quellgase sind Lachgas (N 2 0), Wasser (H 20),

Methan (CH4 ) und halogenierte, also Fluor, Chlor und Brom enthaltende, Kohlenwasserstoffe

.

Während die erstgenannten Spurengase hauptsächlich aus biogenen Quellen stammen,

liegen insbesondere im Falle der chlorhaltigen Spurengasen ein hoher anthropogener

Anteil am Gesamtvorkommen vor [vgl . z . B . WMO, 1998 ; Keene et al., 1999] .

Anfang der neunziger Jahre betrug der Beitrag anthropogener Quellen ca . 82 % . Im

einzelnen entfallen ca . 57 % auf Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs), ca . 12 % auf

Tetrachlorkohlenstoff (CC1 4 ), ca . 10% auf Methylchloroform (CH 3 CC1 3 ) und ca . 3 %

auf fluorierte Kohlenwasserstoffe, die als Treibgase, als Lösungs- oder als Kältemittel

vielseitig eingesetzt wurden und z . T . noch werden .

Der Transport der meisten organischen Chlorverbindungen von der Troposphäre

in die Stratosphäre beruht im wesentlichen auf ihrer photochmischen sowie auf ihrer

chemischen Beständigkeit gegenüber Oxidationsangriffe durch Radikale (insbesondere

OH-Radikale) und ihrer geringen Löslichkeit in Wasser, so daß sie nicht durch Regen

ausgewaschen werden können . Erst in der Stratosphäre werden vorallem die FCKWs

aufgrund der dort herrschenden energiereichen UV-Strahlung photolysiert [Molina und

Rowland, 1974] . Das hieraus resultierende anorganische Chlor (Cl y ) in der Stratosphäre

setzt sich zusammen aus den Mischungsverhältnissen der chemisch inerten Reservoir-

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