Berichte des Forschungszentrums Jülich

8 KAPITEL 2. GRUNDLAGEN DER OZONCHEMIE
gase HCl und CION0 2
(CIX ) :
und der Summe der Mischungsverhältnisse des aktiven Chlors
Cl y
def
HCl + CION02 +
HOCI + C10 + 2 C1 2 + 2 C1202 + OC10 + C100 + Cl. + sonstige .
def CIX
Exemplarisch sind Höhenprofile einiger Chlorsubstanzen in der Stratosphäre anhand
von Beobachtungen aus dem Jahre 1994 an Bord des Space-Shuttles in Abbildung 2 .1
für die mittlere Breiten der Nordhemisphäre gezeigt [WMO, 1998] . Die Summe der
Mischungsverhältnisse der organischen Chlorsubstanzen werden als organisches Chlor
CCIY bezeichnet, während sich Cltot aus der Summe von organischem und anorganischem
Chlor (Cl tot = CCly + Cl y ) zusammensetzt .
Unter normalen Bedingungen liegt der Hauptteil (90 %) des anorganischen Chlors
Cl y in der Stratosphäre in Form der Reservoirgase HCl und CION0 2 vor [z . B . Brasseur
und Solomon, 1984 ; Dessler et al., 1995] . Nur 10 % des anorganischen Chlors
liegen demnach in aktiver Form vor . Folglich ist der durch diese Spezies verursachte
Ozonabbau sehr eingeschränkt . Unter sogenannten chemisch gestörten Bedingungen,
wie sie z . T . in der winterlichen polaren Stratosphäre anzutreffen sind (vgl . Kap . 2 .2),
spielen die aktiven Chlorsubstanzen jedoch eine wesentliche Rolle beim Ozonabbau .
Die entscheidende Rolle von Chlor- und Bromradikalen am Ozonabbau in der unteren
Stratosphäre durch katalytische Zyklen war bereits in den achtziger Jahren hinreichend
wissenschaftlich belegt . Deshalb wurde im Montrealer Protokoll von 1987 und
seinen Ergänzungen (London 1990, Kopenhagen 1992, Wien 1995, Montreal 1997) eine
Begrenzung bzw . ein vollständiger Stop der Produktion ozonabbauender Substanzen
festgelegt . Eine Abnahme der Mischungsverhältnisse diverser Chlor- und Bromverbindungen
in der Troposphäre ist seit 1995 als Folge dieser Konventionen erreicht [z . B .
Elkins et al ., 1993 ; Montzka et al ., 1996] . In den Jahren 1992-1994 erreichte das organische
Chlor CCly in der Troposphäre ein Maximum von ca . 3 .7 ppbv und sinkt
seitdem in der gesamten Troposphäre [WMO, 1998] . Im Mittel sind 3-6 Jahre notwendig,
um troposphärische Luft in die mittlere Stratosphäre zu transportieren . In
der unteren Stratosphäre ermittelte Trends von FCKW-12 - die größte Einzelquelle
von ca . 28 % unter den Chlorquellgasen mit einer atmosphärischen Verweildauer von
ca . 102 Jahren [ WMO, 1998] - zeigen erstmalig eine Verlangsamung des Anstiegs von
FCKW-12 für den Zeitraum 1990 -1997 im Vergleich zu den Jahren 1978 -1990 [Engel
et al ., 1998] . Wegen den langen atmosphärischen Verweildauern der meisten FCKWs
von mehreren Dekaden bis einigen hundert Jahren, ist nur mit einer langsamen Erholung
der Ozonschicht in den nächsten Jahrzehnten zu rechnen [Austin et al., 2001] .
Ferner hängt der zukünftige Zustand der Ozonschicht von zahlreichen Faktoren wie
anthropogene Emission von Methan, Lachgas, Stickoxiden und Sulfatpartikeln sowie
der Änderung des Erdklimas ab, deren Folgen eine diesbezügliche Prognose erschweren
[WMO, 1998] .