Im Jahr 2022 stellten die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und das Umweltprogramm der Vereinten Nationen vor
Gleichzeitig Forscher vom BeobachtungsdienstDie Atmosphäre des europäischen Weltraumprogramms Copernicus berichtete, dass das Ozonloch über der Antarktis im Jahr 2022 das zwölftgrößte in 43 Jahren Beobachtung war. Gleichzeitig schließt sich das Ozonloch über dem Südpol der Erde drei Jahre in Folge ungewöhnlich spät: erst Ende Dezember.
Veränderung der Ozonschicht im Jahr 2022. Video: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, EZMW
Was ist die Ozonschicht und das Ozonloch?
Ozon ist ein farbloses Gas, das in allen vorkommtSchichten der Atmosphäre. Dies ist eine allotrope Modifikation von Sauerstoff, bei der drei Atome dieses chemischen Elements verbunden sind. Ozon ist ein sehr starkes Oxidationsmittel: Es ist viel reaktiver als zweiatomiger Sauerstoff und geht mit fast allen Metallen und Nichtmetallen, vielen anorganischen und organischen Stoffen chemische Wechselwirkungen ein.
Der größte Teil des Ozons in der Erdatmosphäre (etwa 90 %)liegt in der Stratosphäre. Es ist Teil der Gashülle der Erde, die in einer Höhe von etwa 10–16 km (je nach Breitengrad) über der Erdoberfläche beginnt und sich bis zu einer Höhe von etwa 50 km erstreckt. Ozon in der Stratosphäre schützt das Leben auf der Erde vor der harten ultravioletten Strahlung.
Verteilung von Ozon in der Atmosphäre.Als „nützliches Ozon“ gilt dasjenige, das in der Stratosphäre oberhalb von 15 km von der Erdoberfläche gebildet wird. Dieser Bereich schützt lebende Organismen vor schädlicher UV-Strahlung. Ein Anstieg der Ozonkonzentration in der Troposphäre nahe der Erdoberfläche ist mit anthropogenen Emissionen verbunden und hat einen schädlichen, toxischen Charakter. Bild: Salawitch et al., WMO, 2019; Copernicus Atmosphärenüberwachungsdienst
Das Ozonloch ist ein Bereich, der typischerweise inPolarregionen, in denen der Gesamtozongehalt in der atmosphärischen Säule (einer Luftsäule mit einer Fläche von 1 m²) unter 220 Dobson-Einheiten fällt. Eine solche Einheit entspricht einer Ozonschicht von 10 Mikrometern bei Standarddruck und -temperatur.
Wenn Menschen über Ozonlöcher sprechen,beziehen sich auf die Ausdünnung der Ozonschicht über der Antarktis. Dies liegt daran, dass die besonderen meteorologischen und chemischen Bedingungen, die sich oberhalb des Südpols bilden, den anthropogenen Einfluss auf die Stratosphäre verstärken.
Die maximale Größe des Ozonlochs über der Antarktis von 1979 bis 2022. Bild: CAMS
Niedrige Temperaturen der Polarnacht und der Unterschied zwischenkalten Pole und wärmeren gemäßigten Zonen führt zur Bildung eines stratosphärischen Polarwirbels. Es besteht aus starken Luftströmungen, die hoch in der Atmosphäre über der Antarktis zirkulieren, die kalte Luft darüber abdichten und die Ansammlung ozonabbauender Chemikalien ermöglichen. Infolgedessen bildet sich jedes Frühjahr auf der Südhalbkugel ein Ozonloch über der Region.
Dies ist jedoch nicht der einzige bekannteähnliches Objekt. Ähnliche (wenn auch weniger regelmäßige und aufgrund der Nähe zu den Gebirgszügen des Festlandes weniger stabile) Prozesse können auch am Nordpol beobachtet werden. Und ein kanadischer Forscher berichtete letztes Jahr über die Entdeckung eines großen Ozonlochs in der tropischen Region.
Wie hat sich das Ozonloch im Jahr 2022 verändert?
Wie jedes Jahr ist mit der Ankunft des australischen Sommers (inAuf der Südhalbkugel beginnt der Frühling im September und der Sommer im Dezember) mit relativ höheren Stratosphärentemperaturen führt zum Aufbrechen des Polarwirbels. Dadurch wandern höhere Ozonkonzentrationen in den mittleren Breiten in Richtung Südpolregion, füllen das erschöpfte Gebiet auf und schließen das Loch.
Jährliche saisonale Bildung und SchließungOzonloch über der Antarktis. Gemittelte Daten von Langzeitbeobachtungen und anomalen Werten für 2020–2022. Bild: Copernicus Atmosphere Monitoring Service, ECMWF
Aber während die durchschnittliche Fläche des Ozonlochsnormalerweise schnell im Oktober und noch schneller im November abnehmend, haben Forscher in den letzten drei Jahren beobachtet, dass das Ozonloch bis November andauert und sich erst im Dezember schließt. Langzeitbeobachtungen zeigen, dass dies früher Ende Oktober oder November geschah und sich das Ozonloch 2022 erst Mitte Dezember schloss. Gleichzeitig dauerte das längste Ozonloch in der Geschichte der Beobachtungen im Jahr 2020 noch länger und schloss sich erst am 28. Dezember.
Eine Satellitenstudie zeigte das im Jahr 2022Jahr betrug die maximale Fläche des Ozonlochs fast 25 Millionen km². Dies ist das zwölfte Ergebnis in der gesamten Beobachtungsgeschichte seit 1979. Gleichzeitig verzeichneten Forscher bereits seit dem Jahr 2000 einen langfristigen Trend zu einer Verringerung der Lochfläche; erst die letzten drei Jahre konnten diesen Trend durchbrechen.
Das Gebiet des Ozonlochs über dem Südpol laut Langzeitbeobachtungen. Bild: CAMS
Wiederherstellung der Ozonschicht oder Wachstum von Löchern?
Wie in einer Studie der UN und der WMO festgestellt wurde,Die Konzentration ozonabbauender Substanzen in der Stratosphäre hat sich, wenn auch langsam, verändert: Sie ist seit Ende der 1990er Jahre rückläufig. Dies ist laut Forschern auf die Verabschiedung des Montrealer Protokolls über Substanzen zurückzuführen, die die Ozonschicht abbauen. Dieses 1987 verabschiedete und 1989 in Kraft getretene Dokument definiert eine Liste von Maßnahmen zum Schutz der Ozonschicht. Zunächst führte er eine schrittweise Beschränkung der Herstellung und Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen ein.
Verringerung der Menge an ozonzerstörenden Stoffen in der Troposphäre. Beobachtungsdaten und Prognose. Bild: WMO, UNEP, NOAA, NASA, Europäische Kommission
Allerdings ist die Tatsache, dass diese langwierigDie „Ozonlochsaison“ wiederholt sich zum dritten Mal in Folge, was darauf hindeutet, dass möglicherweise zusätzliche Faktoren in der Stratosphäre des Südpols am Werk sind. Forscher des Atmosphärenüberwachungsdienstes des europäischen Weltraumprogramms Copernicus nennen drei mögliche Faktoren, von denen zwei konstant sind und der dritte nur für das Jahr 2022 charakteristisch ist.
Erstens, Größe und LebensdauerDas Ozonloch kann von der Stärke des Polarwirbels abhängen. Das unter dem Einfluss vieler klimatischer Faktoren gebildete Gebiet mit niedrigem Luftdruck sammelt eine größere Menge an Schadstoffen. Beispielsweise wurde die Entwicklung des Ozonlochs im Jahr 2019 durch eine plötzliche Stratosphärenerwärmung über der Antarktis im September abrupt gestoppt, die den Polarwirbel störte.
Darüber hinaus erzeugt ein ozonabbauendes Gebiet durch den Strahlungseffekt eine Rückkopplungsschleife, die die Frühlingserwärmung der Stratosphäre verlangsamt und somit die Lebensdauer des Ozonlochs verlängert.
Zweitens ist die globale ErwärmungAbkühlungseffekt in der mittleren und oberen Stratosphäre: Der Treibhauseffekt verringert den Austausch zwischen verschiedenen Schichten der Erdatmosphäre (wärmere Luftmassen bleiben in den unteren Schichten „eingeschlossen“). Nach Angaben der Forscher wirkt sich die Abnahme der Temperatur der Stratosphäre auf das Wachstum und die Zunahme der "Lebenserwartung" von Ozonlöchern aus.
Schließlich gab es 2022 einen mächtigen AusbruchVulkan Hunga-Tonga-Hunga-Haapai. Die Freisetzung einer Vielzahl von Aerosolen und Aschepartikeln führte zu einer der größten Störungen in der Stratosphäre seit vielen Jahren. Obwohl die Wirkung der Freisetzung auf den Zustand der Ozonschicht noch wenig verstanden ist, glauben die Forscher, dass dies zu einer Zunahme der Größe und Lebensdauer des Ozonlochs führen könnte.
Veränderungen im Bereich von Ozonlöchern in Langzeitbeobachtungen. Video: Copernicus Atmosphärenüberwachungsdienst
All dies deutet darauf hin, dass lokalDie jährlichen Veränderungen in der Antarktis stehen nicht im Widerspruch zum globalen Trend zur Wiederherstellung der gesamten Ozonschicht in der Erdatmosphäre. Aufgrund der langen Lebensdauer der ozonzerstörenden Chemikalien wird es jedoch noch mehrere Jahrzehnte dauern.
Das sagen UN und WMO in ihrem Bericht voraussubpolaren Regionen der Antarktis werden die Ozonkonzentrationen erst 2066 auf das Niveau vor 1980 zurückkehren. Gleichzeitig ist die Prognose für die Arktis positiver - 2045 und im Durchschnitt für den größten Teil der Welt in der Zone zwischen 60 ° N. und 60° S — um 2040.
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