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Ozonloch: Ursachen, Folgen und aktuelle Situation

ozonloch
Foto: CC0 / Pixabay / fmsimpson

Ein Ozonloch gefährdet sowohl die menschliche Gesundheit als auch die Umwelt. Wir erklären dir, wie Ozonlöcher entstehen und wie man sie bekämpfen kann.

Ozon in der Atmosphäre: Entstehung und Bedeutung

In der Stratosphäre, in etwa 20 bis 35 Kilometern Höhe, liegt die Ozonschicht. Hier trifft UV-Licht von der Sonne auf Sauerstoffmoleküle (O2). Diese spalten sich durch die Energie des UV-Lichts auf und tun sich zum Teil neu zusammen zu O3-Molekülen, dem Gas Ozon. Dieser Vorgang erklärt bereits, weshalb die Ozonschicht für die Erde so wichtig ist: Sie fängt einen großen Teil der UV-Strahlung ab.

Schon gewusst? Auch in bodennahen Atmosphärenschichten gibt es Ozon. Es entsteht vor allem durch Reaktionen von Abgasen in der Anwesenheit von Sonnenlicht. In einer Veröffentlichung des Bayerischen Landesamts für Umwelt (LFU) heißt es, dass die natürliche Ozonkonzentration in der Atemluft unproblematisch ist. Wenn die Sonneneinstrahlung stark ist und viele Abgase in der Luft sind, kann die Ozonkonzentration in Bodennähe jedoch problematisch werden – denn Ozon reizt die Augen und die Atemwege. Ein solches Phänomen nennt man laut LFU „photochemischen Smog“.

Im Folgenden geht es immer um die Ozonschicht in der Stratosphäre, da dort die problematischen Ozonlöcher auftreten.

Was ist ein Ozonloch?

Der Begriff „Ozonloch“ ist etwas irreführend – denn es muss sich nicht unbedingt um ein richtiges Loch handeln. Laut dem Deutschen Institut für Luft und Raumfahrt (DLR) spricht man bereits von einem Ozonloch, wenn die Ozonschicht ein Drittel dünner ist als normalerweise.

Damit ein Ozonloch entstehen kann, müssen zwei Faktoren zusammentreffen: Günstige klimatische Bedingungen und Substanzen, die Ozon angreifen. Zu solchen Substanzen gehören unter anderem die Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW). Diese waren lange zum Beispiel als Kühlmittel in Kühlschränken verbreitet. Sie sind praktisch, da sie weder brennbar noch giftig sind.

Ozonloch über der Antarktis: So entsteht es

Kühlschränke haben früher meistens ozonschädigende Substanzen wie FCKW enthalten. Diese haben das Ozonloch verursacht.
Kühlschränke haben früher meistens ozonschädigende Substanzen wie FCKW enthalten. Diese haben das Ozonloch verursacht.
(Foto: CC0 / Pixabay / 27707)

Bereits in den 1970ern befürchteten dem LFU zufolge einige Forscher:innen, dass FCKW die Ozonschicht schädigen. 1985 wies man erstmals ein Ozonloch über der Antarktis nach.

Wie ist es entstanden, und warum gerade dort? 

  1. Die Stratosphäre ist vergleichsweise stabil. Deshalb können sich Schadstoffe gut dort anreichern, wenn sie bis dahin gelangen. 
  2. Im Winter bildet sich über der Antarktis ein sogenannter Polarwirbel – sehr kalte und stabile Luftmassen, in der die Schadstoffe gewissermaßen gefangen sind.
  3. Außerdem entstehen in der extremen Kälte bestimmte Wolkenformationen, sogenannte „Stratospheric Clouds“. Wie das LFU schreibt, herrschen an der Unterseite von solchen Wolken besondere Bedingungen. Diese führen dazu, dass sich FCKW-Moleküle dort aufspalten und Chlormoleküle entstehen.
  4. Wenn der Frühling anbricht, geht die Sonne wieder auf. Mit dem UV-Licht kommt eine Kettenreaktion in Gang, bei der Chloratome Ozonmoleküle aufspalten. Greenpeace zufolge kann ein Chloratom bis zu 100.000 Ozonmoleküle zerstören. Ein Ozonloch entsteht.
  5. Irgendwann geht die Sonneneinstrahlung wieder zurück und es bildet sich ausreichend neues Ozon, um den Verlust auszugleichen. Meist schließt sich das Ozonloch dann wieder, in der Antarktis war das in den letzten Jahrzehnten Ende November bis Dezember der Fall.

Ozonloch über der Antarktis: Ausmaß und Auswirkungen

In Regionen mit Ozonloch ist die UV-Strahlung stärker und sorgt eher für Sonnenbrand und Hautkrebs.
In Regionen mit Ozonloch ist die UV-Strahlung stärker und sorgt eher für Sonnenbrand und Hautkrebs.
(Foto: CC0 / Pixabay / Hans)

Das Ozonloch über der Antarktis erreichte in den 1980ern Ausdehnungen von bis zu 25 Millionen Quadratkilometern. Damit bedeckte es nicht nur die Antarktis, sondern auch Teile Australiens und Neuseelands.

Die EU-Kommission erklärt, warum ein Ozonloch und die damit verbundene höhere UV-Strahlung problematisch sind:

  • UV-Strahlung begünstigt einige Hautkrebsarten. Diese treten Greenpeace zufolge nachweislich häufiger in Regionen mit Ozonloch auf. Besonders gefährlich ist das Ozonloch, da es sich im Frühjahr auftut. Zu dem Zeitpunkt ist die Haut nach dem langen dunklen Winter besonders sonnenempfindlich und die relativ kühlen Temperaturen lassen die Sonnen weniger gefährlich erscheinen.
  • Neben Hautkrebs erhöht die UV-Strahlung auch das Risiko, an grauem Star oder einer Immunschwäche zu leiden.
  • UV-Strahlung hat vielfältige Auswirkungen auf Ökosysteme. Insbesondere schadet sie Lebewesen, die knapp unter der Wasseroberfläche leben. Das hat wiederum Auswirkungen auf alle biologischen Kreisläufe, in die solche Spezies eingebunden sind.
  • Starke UV-Strahlung schädigt Pflanzen und mindert damit Erträge in der Landwirtschaft.

Maßnahmen gegen das Ozonloch und erste Erfolge

Infolge des Ozonlochs von 1985 entstand 1987 das Montrealer Protokoll, das inzwischen alle UN-Staaten unterzeichnet haben. Es läutete das Ende der FCKW und anderer ozonschädigender Stoffe ein. Bis zum Jahr 1999 sollten die teilnehmenden Staaten Produktion und Verbrauch dieser Substanzen um 50 Prozent gegenüber 1986 reduzieren. Wenige Jahre später beschlossen die Vertragsstaaten, dass FCKW und andere ozonschädigende Substanzen bis 2000 verboten werden sollten.

Das Montrealer Protokoll hat Wirkung gezeigt: Laut dem DLR ist die Konzentration dieser ozonschädigenden Stoffe in der Atmosphäre seit 1987 um 20 Prozent zurückgegangen. Der Wert könnte noch höher sein, wenn FCKW nicht so langlebig wären: Sie können einige Jahrzehnte in der Atmosphäre verweilen. Deshalb wird es auch noch eine Weile dauern, bis sich die Ozonschicht völlig erholt hat. 

Schon gewusst? FCKW verstärken auch den Treibhauseffekt. Deshalb ist ihr Verbot doppelt gut für die Atmosphäre.

Ozonloch: Bleibende Herausforderungen

Trotz aller Erfolge bleiben einige Herausforderungen bestehen, die die EU-Kommission beschreibt:

  • Zum Teil existieren noch alte Kühlgeräte mit FCKW. Wenn diese nicht sachgerecht entsorgt werden, können die Gase austreten.
  • Für bestimmte Verwendungszwecke sind ozonschädigende Substanzen weiterhin zugelassen. Es besteht jedoch immer die Gefahr, dass sie illegal zweckentfremdet werden.
  • In der Industrie entstehen zum Teil weiterhin ozonschädigende Substanzen, die im Montrealer Protokoll oder der darauf aufbauenden EU-Verordnung noch nicht aufgeführt sind. Es handelt sich laut der ETH Zürich vor allem um kurzlebige Chemikalien, die dennoch die Stratosphäre erreichen können.

Auch die Ersatzchemikalien für FCKW bereiten Probleme: Insbesondere teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) haben an vielen Orten FCKW ersetzt. Sie schädigen die Ozonschicht zwar nicht, wirken jedoch als starke Treibhausgase. 2016 haben die Vertragsstaaten deshalb das Montrealer Protokoll um die HFKW erweitert. Insbesondere die Industrienationen sollten den Einsatz von HFKW bis 2030 schrittweise stark reduzieren. Entwicklungsländer haben etwas mehr Zeit und sollen zum Teil von den Industrienationen unterstützt werden.

Was kannst du gegen das Ozonloch tun?

Manche alten Häuser enthalten noch ozonschädigende Isolierschäume.
Manche alten Häuser enthalten noch ozonschädigende Isolierschäume.
(Foto: CC0 / Pixabay / FrankWinkler)

Wie oben beschrieben, enthalten ältere Geräte zum Teil noch FCKW. Wenn du solche Geräte besitzt, ist es wichtig, dass du sie fachgerecht entsorgst. Außerdem kannst du dich in deiner Gemeinde dafür engagieren, dass das Bewusstsein für die problematischen Substanzen stärker wird.

Die EU-Kommission gibt diese Tipps:

  • Bringe alte Kühlschränke und Klimaanlagen mit bedenklichen Kältemitteln zum Recyclinghof. Achte dabei darauf, dass der Kühlkreislauf unbeschädigt bleibt.
  • Wenn Handwerker:innen bei dir an alten Kühlgeräten arbeiten, stelle sicher, dass sie die Kühlmittel rückgewinnen und recyceln.
  • Manche Isolierschäume enthalten ebenfalls ozonschädigende Substanzen. Wenn du sie im Zuge von Sanierungsarbeiten ausbaust, musst du sie als umweltschädliche Abfälle entsorgen.

Außerdem empfiehlt es sich, bei neuen Geräten darauf zu achten, dass sie energieeffizient und umweltfreundlich sind. Dazu hier die Empfehlungen des Umweltbundesamts und auch die Utopia-Bestenliste der energieeffizientesten Kühlschränke:

Ozonloch 2020 über der Arktis

Zum Schluss noch einen Blick auf die Arktis: Diese ist laut dem LFU weniger prädestiniert für Ozonlöcher als die Antarktis. Das liegt zum einen daran, dass die Arktis wärmer ist. Zum anderen verhindern Gebirge auf der Nordhalbkugel, dass sich im Winter ein großer, stabiler Polarwirbel wie in der Antarktis bildet.

Trotzdem beobachtet man auch in der Arktis Auswirkungen der FCKW. Dem LFU zufolge nimmt die Ozonschicht seit den 1990ern saisonal in der Arktis ab – sogar in Deutschland kann man die Veränderungen messen. Im Frühjahr 2020 registrierte das DLR erstmals ein länger andauerndes Ozonloch. Es konnte entstehen, da es in der Stratosphäre über der Arktis in diesem Winter einen vergleichsweise stabilen und kalten Polarwirbel gab. Mit einer Größe von unter einer Million Quadratkilometern war es allerdings nicht vergleichbar mit dem antarktischen Ozonloch.

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