Eine Gruppe von Forschern des British Antarctic Survey (BAS) hatte in den 70er Jahren erstmals Verluste von Ozon in der unteren Stratosphäre über der Antarktis messtechnisch festgestellt. Die Forschungsgruppe observierte die Atmosphäre über der Antarktis. Berichten zufolge misstrauten die Forscher ihren Instrumenten, weil bis zum Jahre 1985 niemals solche niedrigen Ozonwerte in der Stratosphäre gemessen wurden. Wiederholte Messungen mit neuen Geräten bestätigten die außerordentlich niedrigen Werten.

Wann spricht man von einem Ozonloch?

Von einem Ozonloch spricht man aufgrund einer erheblichen Reduzierung der Ozonschicht speziell über der Antarktis. Auslöser der Störung in der Ozonschicht sind überwiegend die Chloratome aus Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW). Durch die anfällige Ozonschicht passiert mehr von der UV-B-Strahlung. Das hat schädliche Auswirkungen auf viele Organismen. Das Ozonloch ist ein jährlich wiederkehrendes Phänomen. Wenige Wochen nach dem Ende des arktischen Winters fällt die Konzentration des Ozons ab, erholt sich aber nach einigen Monaten wieder. Stimulanz dieses Zyklus ist die Akkumulation von verdunsteten Luftschadstoffen an Eiskristallen Wolken in der Stratosphäre. Die Störung vergrößerte sich binnen weniger Jahre von einigen Prozentpunkten auf über 50 Prozent. Der Einwirkungsbereich beträgt mehrere Millionen Quadratkilometer. Es ist belegt, dass der Abbau von Ozon durch halogene Kohlenwasserstoffe verursacht wird. Chemische Verbindungen dieser Stoffe wurden in der Stratosphäre festgestellt, obwohl sie dort natürlich nicht anwesend sind. Circa 85 Prozent der Verbindungen mit Chlor und ungefähr 50% der Verbindungen mit Brom in der Atmosphäre sind vom Menschen verursacht. Durch die UV-Strahlung der Sonne in den höchsten Bereichen der Atmosphäre werden Chlor und Brom emittiert und beeinflussen in den natürlichen Kreislauf des Ozons durch eine chemische Reaktion mit dem atomaren Sauerstoff. Da dieser jetzt gebunden ist, steht er nicht mehr für die Ozonbildung zur Verfügung.

Unglücklicherweise wird am Ende dieses Prozesses wieder Halogen gebildet, welches den Ozonabbau weiter beschleunigt. Es dauert sehr llange bis dieser Prozess durch andere Reaktionen gestoppt wird. Unterstützend bei der Entstehung von aktiven Halogenen wirken die Stratosphärenwolken, die im Winter und Frühjahr in den Polbereichen auftreten. Diese Wolken bilden sich in den unteren Schichten der Stratosphäre bei Temperaturen, die nur im Winter, in Polnähe, erreicht werden. Ein enger Zusammenhang besteht mit den Strömungen der Luft, auch Vortex genannt, um die Polargebiete herum. Der Vortex tritt vor allem am Südpol auf, weshalb das Ozon vor allem am Südpol abgebaut wird. Am nördlichen Pol tritt der Vortex sehr viel seltener auf und wird durch die Landmassen geschwächt.

Abbau von Ozon

Ein weiterer Umstand, der für den Abbau von Ozon verantwortlich ist, sind die Sulfat-Aerosole. Diese werden nicht vom Menschen erzeugt, sondern entstehen zum Beispiel bei gewaltigen Vulkanausbrüchen, die Schwefeldioxid bis in die Stratosphäre befördern können. Auch in Salzmarchen, an den tropischen Küsten und auf den Meeresböden befinden sich große Mengen an halogenierten Kohlenwasserstoffen als Methylbromid und Methylchlorid. Die katastrophale Entwicklung und die wissenschaftlich bewiesenen Ursachen resultierten 1987 im Montrealer Protokoll, in einem globalen Verbot von FCKW aus der Klasse der halogenierten Kohlenwasserstoffe. Unter dem Begriff Halogene sind die Elemente Fluor, Chlor, Brom und Iod klassifiziert. Die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) fanden ihre Verwendung in Sprays, Klimaanlagen und Kühlanlagen verwendet. Andere das Ozon gefährdende Varianten der Kohlenwasserstoffe basieren auf Brom. Man setzte diese Verbindung oft in Feuerlöschern ein. In Entwicklungsländern wird oft das gefährliche Methylbromid zur Bekämpfung von Pilzen eingesetzt.

Die Entwicklung des Ozonlochs bis zum heutigen Tag

Die Ansammlung von Chlor in der Stratosphäre stieg bis 1993 auf 2,6 ppv und bis zum Jahre 1999 auf 3,0 ppv. Seit 1999 reduziert sich die Konzentration um ein Prozent pro Jahr. Bis zur Mitte des Jahrhunderts könnte sich DAS Ozonloch theoretisch wieder schließen. Unglücklicherweise funktioniert die Rechnung Chlor-Reduzierung ist gleich Ozon-Vermehrung nicht. Durch meteorologische Einflüsse verändert sich die Ausdehnung des Ozonlochs stetig. Zum Beispiel war im Jahre 2002 das Ozonloch untypisch klein, konnte aber trotzdem nicht als Erholung der Ozonschicht gewertet werden, sondern war ungewöhnlichen meteorologischen Bedingungen geschuldet.

Die Folgen für die Umwelt

Folgende direkte Gefahren bestehen durch eine durchlässige Ozonschicht: Es gibt eine erhöhte UV-Strahlung, die bis zum Erdboden durchdringen kann. Überschlägig nimmt man an, dass mit jedem Prozentpunkt weniger Ozon, 2% mehr UV-Strahlen zum Boden durchdringen, das wiederum zu einer Erhöhung der Rate für Hautkrebs um drei Prozent führt. Menschen können UV-Strahlung nicht spüren, deshalb werden Schädigungen normalerweise erst erkannt, wenn sie irreversibel sind. Der Einfluss der Strahlung auf den Körper hängt von dessen Wellenlänge ab. Je geringer die Wellenlänge, desto höher ist deren Energie und damit deren Schädigungspotenzial. Zusätzlichen Einfluss hat auch die Expositionsdauer. Studien haben gezeigt, dass genetisches Material extrem empfindlich gegenüber der UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 200 bis 323 nm ist. Das ist exakt jener Bereich, der vom Ozon effektiv gefiltert wird. Die Folgen einer erhöhten UV-B-Strahlung auf den menschlichen Organismus sind:
* Sonnenbrand
* Hautkrebs
* Augenschäden

Wie sind die Aussichten der Ozonloch Entwicklung?

Die aktuellen Untersuchungen ergeben, dass die von Menschen verursachte Verdünnung der Ozonschicht immer noch zunimmt. Die in Montreal und Kopenhagen beschlossenen Maßnahmen zur Verminderung der weltweiten Produktion von Ozon zerstörender Substanzen zeigen Wirkung. Seit 1995 sinkt die FCKW-Anreicherung in der bodennahen Luftschicht. Basierend auf den aktuellen internationalen Vereinbarungen wird damit gerechnet, dass die Ozonschicht um 2050 zu ihrem normalen Erscheinungsbild zurückkehrt. Basierend auf Studien der NASA, kann sich das Schließen des Ozonlochs durch Interferenzen mit meteorologischen Phänomenen verlangsamen. Hier sei der Treibhauseffekt genannt, bei dem die Treibhausgase für eine Abkühlung der Stratosphäre sorgen, was das Ozonproblem verschärft.

Folgende internationale Vereinbarungen wurden zum Schutz der Ozonschicht getroffen:
1978 – Verbot der Herstellung von FCKW in den USA.
1987 – Montreal: Verminderung der FCKW-Produktion bis 1999 um 50 Prozent.
1990 – London: Komplette Aussetzung der Herstellung von FCKW bis 2000
1992 – Kopenhagen: Menge des FCKW bis 1994 um 75% reduzieren, bis 1996 soll die Produktion ganz einstellt werden. Eine Übergangszeit bis 2006 wurde für den Bedarf in Entwicklungsländern vorgesehen.

Was muss weiterhin getan werden?

Die Hauptaktionsgebiete sind weiterhin darauf fokussiert, insbesondere in den Entwicklungsländern, die Produktion und den Einsatz von halogenierten Kohlenwasserstoffen weiter zu reduzieren. Obwohl hervorragende Ersatzstoffe verfügbar sind, steigt die Nachfrage an FCKW in den Entwicklungsländern weiter an. Außerdem gibt es immer noch Ozon schädigende Substanzen, die immer noch produziert werden. Zum Beispiel Methylbromid zur Pilzvernichtung. In den Industrieländern sind die halogenierten Kohlenwasserstoffe weitgehend eliminiert, trotzdem besteht auch weiterhin Handlungsbedarf. Es werden immer noch zahlreiche Kühlgeräte mit FCKW betrieben, das durch Leck oder bei nicht fachgerechter Entsorgung in die Luft entweicht.