Montreal-Protokoll verhindert globale Katastrophe

Von: hfs.
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Auch im Winter sind polare Stratosphärenwolken über Kiruna nicht immer eine Selbstverständlichkeit. Foto: FZJ
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Die Messgeräte für die Flüge im ehemaligen Spionageflugzeug wurden im Labor von Marc von Hobe gebaut. Foto: hfs.

Jülich. Die Ozonschicht über dem Nordpol wird sich nach neuesten Erkenntnissen von Klimaforschern bis Ende des Jahrhunderts erholt haben. Dies ist das zentrale Ergebnis eines vierjährigen Forschungsprojektes, das Jülicher Wissenschaftler und ihre Kollegen von 35 Forschungseinrichtungen und Universitäten aus 14 Ländern nun präsentierten.

Im Rahmen des EU-Projektes Reconcile untersuchten sie den chemischen Prozess der Ozonzerstörung, der zur Bildung von sogenannten Ozonlöchern in den Polargebieten führt. Sie wiesen nach, dass tatsächlich Chlorverbindungen dafür verantwortlich sind. Diese chlorhaltigen Chemikalien – Treibgase, Kältemittel oder Lösemittel – wurden 1987 im „Montrealer Protokoll“ auf eine Indexliste gesetzt. Mit dem klar definierten Ziel, die Emission dieser Chemikalien, auch Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) genannt, in die Atmosphäre zu reduzieren. Das Abkommen unterzeichneten 190 Staaten.

Bereits im Jahre 1896 stellte der schwedische Physiker und Chemiker Svante Arrhenius die Hypothese auf, dass der von Menschen gemachte CO2-Ausstoß in der Erdatmosphäre die Erdtemperatur erhöhen könne. Vermutet wurde dies allerdings erstmals in den späten 1950er Jahren. Die Ozonschicht umgibt die Erde in etwa 14 bis 35 Kilometern Höhe, schützt Mensch und Umwelt vor ultravioletter Strahlung der Sonne. Das Ozon mindert die Intensität der ultravioletten Strahlung, welche die Erdoberfläche erreicht. Dieser natürliche Schutzschild ist vergleichsweise dünn, und wissenschaftliche Untersuchungen bestätigten, dass die Ozonschicht immer größeren Schaden durch chemische Substanzen nimmt, die vom Mensch freigesetzt wird. Dadurch wird nachhaltig das empfindliche Gleichgewicht der Atmosphäre gestört. Durch das Montrealabkommen wurde die Freisetzung der ozonschädlichen Substanzen gestoppt, die Ozonschicht hat angefangen, sich zu erholen.

Vor den Folgen von FCKW für die Ozonschicht warnten bereits 1974 die Forscher Mario J. Molina und Frank Scherwood Rowland, die 1995 zusammen mit Paul J. Crutzen den Nobelpreis für Chemie bekamen. Bestätigt wurde deren Warnung Ende der 80er Jahre. Da begann dann die Wissenschaft, das stetige Sinken der Ozonwerte über der Antarktis zu untersuchen, erstmals war von einem „Ozonloch“ die Rede. 1992 wurde dann auch über der Nordhalbkugel, in der Arktis während des Frühjahrs, das Entstehen eines Ozonlochs beobachtet. Trotzdem tauchte vor rund sechs Jahren eine Studie auf, die die Rolle der FCKW und das Protokoll aus dem Jahre 1987 indirekt infrage stellten.

„Mit unserem EU-Projekt konnten wir allerdings einige offenen Fragen zur Entstehung von Ozonlöchern klären und nachweisen, dass neben der Zersetzung durch Chlor keine anderen Mechanismen eine entscheidende Rolle spielen“, das sagt Dr. Marc von Hobe, Umweltchemiker am Forschungszentrum Jülich, der als Koordinator des EU-Projektes nun die Ergebnisse der Langzeituntersuchung präsentiert, keinerlei Zweifel hat, „dass Chlor an den Polen das Ozon zerstört.“ Und der 25 Jahre nach Montreal unterstreicht, „dass das Protokoll wirkt. Wir sehen, dass der Chlorgehalt in der Atmosphäre heruntergeht, dieser in der zweiten Hälfte unseres Jahrhunderts den Stand erreicht hat, der 1980, vor dem Ozonloch, da war. Dann wird das Ozonloch nicht mehr so problematisch sein.“

Wie wichtig das Montrealabkommen war, verdeutlicht aber noch eine ganz andere Zahl. Wäre damals das Verbot zur Produktion von FCKW nicht erfolgt, wäre der Chlorgehalt dramatisch angestiegen. „In ein paar Jahren wäre das Ozon nicht nur über den Polen, sondern global gesehen verschwunden. Dann wäre die UV-Strahlung im Sommer hier um das doppelte bis dreifache gestiegen“, sagt von Hobe, der in diesem Zusammenhang von australischen Verhältnissen spricht. „In Australien selbst hätte es dann einen UV-Index von größer als 20 gegeben. Dann kann man nicht mehr vor die Tür gehen, ohne sich Verbrennungen zuzuziehen.“ Fazit des Jülicher Wissenschaftlers: Das Montreal-Abkommen hat eine globale Katastrophe verhindert.

Blick zurück

Aus einem riesigen Hangar im nordschwedischen Kiruna rollt ein ehemaliges russisches Spionageflugzeug. Eines von insgesamt nur drei Flugzeugen weltweit, mit denen Forscher in Höhen von bis zu 21 Kilometer vordringen können. Im Cockpit ein Ex-Kampfpilot, hinter ihm eine Reihe von Messgeräten, die unter anderem im Forschungszentrum Jülich, dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt, in der Uni Wuppertal oder im Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt und gebaut wurden. Für eine Messkampagne im Polargebiet, die nur einen Zweck hat: den Nachweis zu erbringen, dass Chlor für den Ozonabbau verantwortlich ist.

„Wir wussten, durch welche Prozesse das Ozon in der Stratosphäre abgebaut wird. Aber nicht, wie schnell diese Prozesse ablaufen“, erläutert Marc von Hobe die Fragestellung für die Messflüge mit der russischen „Geophysica“, die für 13 Flüge in den arktischen Polarwirbel für das EU-Projekt von den Russen gebucht (Kosten rund eine Million Euro) wurde. In der „Arena Arctica“, dem Flugzeughangar in Kiruna, sind Marc von Hobe und seine rund 50 Kollegen untergebracht. Er dient ihnen für Wochen als Basis, dort werden Proben und Daten gesammelt, werden Analysen gemacht und die Auswertung vorgenommen.

Eine Modellgruppe aus Jülich legt die Flugrouten über der Arktis fest, vor Ort wird entschieden, wohin das ausgemusterte Spionageflugzeug bis zu fünf Stunden fliegen soll. Mit den Messgeräten an Bord werden Prozesse verfolgt, die einerseits den Ozonabbau nachweisen, andererseits aber auch dokumentieren, wie schnell sie bei stratosphärischen Temperaturen bei bis zu minus 80 Grad ablaufen. „Diese Informationen brauchten wir, um das Zusammenspiel von Ozonabbau und Klimawandel zu verstehen und die globalen Klimamodelle zu verbessern“, erläutert von Hobe, unterstreicht aber nachdrücklich, dass sich durch Klimaveränderungen neue Rahmenbedingungen ergeben können.

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