Ozonloch Wie die Ozonschicht das Klima schützt

Von: Franziska Konitzer

Stand: 11.10.2021

Ist das Ozonloch wieder geflickt? Das Verbot von FCKW schützt uns vor zusätzlicher Erderwärmung, das Ozonloch konnte sich etwas erholen. Trotzdem macht der Klimawandel der Ozonschicht zu schaffen.

Sonne strahlt hinter Wolken. Ein Vogel fliegt am Himmel. | Bild: picture alliance / Zoonar | Patrick Daxenbichler

Wie ein Schutzschild umhüllt die Ozonschicht unsere Erde. Weit oben in der Stratosphäre schirmt das Spurengas Ozon die Sonnenstrahlung ab, ultraviolette Strahlen, die Hautkrebs und Augenkrankheiten auslösen können. Bevor sich der Klimawandel im öffentlichen Bewusstsein als größte Umweltkatastrophe unserer Zeit entpuppte, stießen die Menschen in den 1980er-Jahren auf ein anderes selbstverursachtes Problem: das Ozonloch, das über der Antarktis klaffte. Das Ozonloch in dieser Schicht ist auf die Verwendung von Fluorkohlenwasserstoffen (FCKW) zurückzuführen, die unter anderem in Kühlschränken und in Spraydosen zum Einsatz kamen. Der Verzicht auf FCKW gilt als Triumph des Umweltschutzes: Seitdem erholt sich das Ozonloch. Aber noch ist die Ozonschicht nicht gerettet.

Ozonloch: Über der Antarktis wird die schützende Ozonoschicht dünn

In den 1980er-Jahren bemerkten Wissenschaftler, dass sich über der Antarktis jedes Jahr ein riesiges Ozonloch auftut. Die Dicke der Ozonschicht wird in der Dobson-Einheit DU gemessen. 100 DUs entsprechen dabei einer einen Millimeter dicken Schicht aus reinem Ozon. In Wirklichkeit verteilen sich die Ozonmoleküle jedoch in der Luftsäule, auch wenn sie in bestimmten Höhen konzentriert vorkommen. In der Regel hat die Ozonschicht über dem Südpol eine Dicke von 350 Dobson. Sinkt der Wert unter 200 Dobson, spricht man von einem Ozonloch. Über der Antarktis sind die Werte im antarktischen Winter teilweise erheblich niedriger.  | Bild: ESA/Copernicus Sentinel

Ozonloch über der Antarktis im Jahr 2020

In den 1980er-Jahren bemerkten Wissenschaftler, dass sich über der Antarktis jedes Jahr ein riesiges Loch in der Ozonschicht auftut. In der ersten Septemberhälfte ist dieses Ozonloch normalerweise am größten, die Ozon-Konzentration am niedrigsten. Eigentlich klafft dort kein richtiges Loch im eigentlichen Sinne: Die Dicke der Ozonschicht wird in der Dobson-Einheit DU gemessen. In der Regel hat die Ozonschicht über dem Südpol eine Dicke von 350 Dobson. Sinkt der Wert unter 200 Dobson, spricht man von einem Ozonloch. Über der Antarktis sind die Werte im antarktischen Winter teilweise erheblich niedriger.

Ozonschicht: Warum wir die schützende Hülle aus Ozon brauchen

Hauptsächlich in der unteren Stratosphäre - ab etwa 15 Kilometern über dem Erdboden - schützt das Spurengas Ozon das Leben auf der Oberfläche vor schädigender Sonnenstrahlung: Die Ozonschicht filtert besonders energiereiche ultraviolette Strahlen, die Hautkrebs und Augenkrankheiten auslösen können. Übrigens: Diese Ozonschicht gab es nicht immer. Erst vor einigen Milliarden Jahren, nachdem sich freier Sauerstoff in der Erdatmosphäre angereichert hatte, konnte sich Ozon aus Sauerstoffmolekülen bilden. Die frühe Erdoberfläche war damit wahrscheinlich sehr viel mehr ultravioletter Strahlung ausgesetzt, als dies heute der Fall ist.

Mission Ozonloch: Wie wir die Erde gerettet haben

ADE FCKW! Rettet die Ozonschicht

Sachsen, Niederschmiedeberg: Der Kühlschrank Foron DKK H 135 steht im Preßnitztalmuseum. Vor 25 Jahren lief der erste FCKW- und FKW-freie Kühlschrank der Welt in Sachsen vom Band. Hergestellt wurde er im sächsischen Niederschmiedeberg bei der Firma Foron. | Bild: picture alliance / Sebastian Kahnert/dpa-Zentralbild/dpa | Sebastian Kahnert

Der erste FCKW-freie Kühlschrank befindet sich inzwischen im Museum.

Das Ozonloch ist ein menschengemachtes Problem. Ursache sind Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW), die in freier Natur nicht vorkommen. FCKW wurden vor allem als Kältemittel für Kühlschränke oder als Treibgase für Spraydosen eingesetzt. Aber diese FCKW gelangen bis in die Stratosphäre. Dort zerfallen sie erst nach Jahren oder Jahrzehnten und das dadurch frei werdende Chlor zerstört die Ozonschicht. Nachdem dieser Zusammenhang entdeckt wurde, legte das Montrealer Protokoll im Jahr 1987 den schrittweisen Verzicht auf FCKW fest. Am 15. März 1993 lief schließlich der erste FCKW-freie Kühlschrank der Welt in Niederschmiedeberg in Sachsen vom Band. Dieser Kühlschrank steht inzwischen im Museum.

Gerettet? Die Ozonschicht erholt sich langsam

Langjährige Messungen zeigen die durchschnittliche Größe des Ozonlochs im Monat Oktober über der Antarktis seit 1980.  | Bild: NASA Ozone Watch

Das Ozonloch über der Antarktis im Monat Oktober

Seit der Jahrtausendwende wird das Ozonloch über der Antarktis langsam kleiner. Experten schätzen, dass sich die Ozonschicht bis Mitte des Jahrhunderts vollständig erholt haben könnte. Allerdings schwankt seine Größte von Jahr zu Jahr: War das Ozonloch im Herbst 2019 so klein wie seit dreißig Jahren nicht mehr, erreichte es im Jahr darauf mit einer Ausdehnung von rund 25 Millionen Quadratkilometern eine Rekordgröße. Auch 2021 ist das Ozonloch ungewöhnlich groß, meldete der Copernicus-Atmosphärenüberwachungsdienst der Europäischen Union Mitte September.

Klimawandel: Das Ozonloch am anderen Ende der Welt

Auch am Nordpol wird im Frühjahr vermehrt Ozon abgebaut. Doch ein Ozonloch tritt nur sehr selten auf, da die Luftmassen auch im arktischen Winter weder so kalt noch so stabil sind wie am Südpol. Schwere Ozonverluste gibt es hier nur nach Zeiten mit besonders tiefen Temperaturen, wie zum Beispiel nach dem kalten stratosphärischen Winter 2010/2011. Im Februar/März 2020 herrschte ein extrem kaltes und stabiles Tiefdruckgebiet mit besonders starken Polarwinden, sodass im März 2020 erstmals ein längeranhaltendes Ozonloch über dem Nordpol beobachtet werden konnte. | Bild: NASA Ozone Watch

Ozonloch über der Arktis im März 2020

Während das Ozonloch über der Antarktis am Südpol die meiste Aufmerksamkeit auf sich zieht, darf man nicht vergessen, dass die Ozonschicht die ganze Erde umhüllt. Auch am Nordpol wird im Frühjahr vermehrt Ozon abgebaut. Doch ein Ozonloch tritt dort nur sehr selten auf, da die Luftmassen auch im arktischen Winter weder so kalt noch so stabil wie am Südpol sind. Schwere Ozonverluste gibt es hier nur nach Zeiten mit besonders tiefen Temperaturen. Im Februar/März 2020 herrschte ein extrem kaltes und stabiles Tiefdruckgebiet mit besonders starken Polarwinden, sodass im März 2020 erstmals ein längeranhaltendes Ozonloch über dem Nordpol beobachtet werden konnte. Eine Studie zeigte, dass trotz des weltweiten Verbots ozonzerstörender Substanzen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts mit weiter zunehmenden Ozonverlusten im arktischen Polarwirbel zu rechnen ist, wenn der Klimawandel ungebremst voranschreitet. Da dieser arktische Polarwirbel immer wieder auch über Mitteleuropa driftet, kann es auch bei uns zu Tagen mit reduzierter Ozonschicht kommen. Die Folge: erhöhte UV-Strahlung, mehr Sonnenbrand, größere Hautkrebsgefahr. Die künftigen chemischen Ozonverluste in der Arktis hängen den Forschern zufolge stark von der Menge der bis zum Ende des Jahrhunderts ausgestoßenen Treibhausgase ab. Sollte es nicht gelingen, die Treibhausgasemissionen schnell und umfassend zu reduzieren, könnte der arktische Ozonverlust immer schlimmer werden - trotz des großen Erfolges des Montrealer Protokolls.

Klimaschutz! Die Ozonschicht bewahrt uns vor zusätzlicher Erderwärmung

Die Ozonschicht bewahrt auch Pflanzen davor vor Schäden durch die UV-Strahlung der Sonne. Ohne diese Schicht könnten sie weniger Kohlenstoffdioxid binden. Die Folge: zusätzliche Erderwärmung.  | Bild: picture alliance / Photoshot | -

UV-Strahlung ist auch für Pflanzen schädlich

Das Montrealer Protkoll gilt als Meilenstein für den Umweltschutz. Einerseits bewahrt es die Ozonschicht vor weiterem Unheil. Andererseits ist es auch für den Kampf gegen den Klimawandel wichtig: Denn FCKW selbst sind starke Treibhausgase, die die globale Erderwärmung noch zusätzlich antreiben würden. Eine zerstörte Ozonschicht hätte aber auch noch weitreichendere Folgen, wie eine Studie aus dem Jahr 2021 zeigt: Würden wir demnach weiterhin FCKW in die Stratosphäre einbringen, würde die Ozonschicht immer dünner werden. Die stärkere UV-Strahlung der Sonne würde auch Pflanzen negativ beeinflussen, die dann weniger Kohlenstoffdioxid binden könnten. Die simulierte Folge: zusätzliche Erderwärmung. Ohne das Montrealer Protokoll hätte die Menschheit so mit zusätzlichen 0,5 bis 1 Grad Celsius an globaler Erderwärmung rechnen müssen - und jegliche Klimaziele wären jetzt schon außerhalb unserer Reichweite. Der Schutz der Ozonschicht wird somit auch zu einer Frage des Klimaschutzes.

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