Ozonloch über dem Südpolarkreis hat großes Comeback

Ozon-Vorhersage für den 1. September 2005
1 September 2005

Das Ozonloch über der Antarktis verändert sich jahreszeitlich bedingt. Seit Mitte August ist es jedoch bis auf eine Fläche von 10 Millionen Quadratkilometern stark angeschwollen – dies entspricht ungefähr der Größe Europas und es weitet sich immer noch aus. Man erwartet, dass das Ausdehnungsmaximum im September erreicht sein wird. Bei der Überwachung dieser Entwicklungen spielen ESA-Satelliten eine zentrale Rolle.

Das diesjährige Loch ist für diese Jahreszeit relativ groß, verglichen mit Messergebnissen des letzten Jahrzehnts. Nur das Ozonloch 1996 und 2000 wies seit Beginn der Messungen eine größere Fläche aus. Envisats SCIAMACHY-Instrument (Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography) überwacht kontinuierlich die Ozonschicht der Erde und führt eine bis in die Mitte der 90iger Jahre zurückreichende Datensammlung von Messungen fort. Diese wurden zuvor von GOME - Global Ozone Monitoring Experiment – an Bord von ERS-2, einem Vorgängermodell von Envisat, durchgeführt. Beide Satelliten werden vom ESOC-Kontrollzentrum in Darmstadt (D) gesteuert.

Die Daten der ESA bilden die Grundlage für einen operationellen Echtzeit-Dienst zur Überwachung des Ozongehalts, der Teil von PROMOTE (PROtocol MOniToring for the GMES Service Element) ist. Ein Konsortium, das aus mehr als 30 Partnern aus 11 Ländern, einschließlich dem Royal Dutch Meteorological Institute (KNMI), besteht.

Ozone holes compared
Jährliche Ozonlöcher in Verhältnis zu Verbreitung und Dauer

Als Teil des PROMOTE-Service werden die Ergebnisse der Satellitendaten mit meteorologischen Daten und Luftströmungsmodellen verknüpft, mit deren Hilfe Ozon- und Ultraviolettvorhersagen erstellt werden können. Die Messdaten, die in erster Linie bei der ESA selbst Verwendung finden, werden von der WMO - World Meteorological Organisation- zur Ausarbeitung regelmäßig aktualisierter Bekanntmachungen zum Zustand des Ozongehalts über der Antarktis genutzt.

Der genaue Zeitpunkt für das Auftreten des antarktischen Ozonlochs sowie dessen Umfang werden von meteorologischen Faktoren bestimmt. Während des Winters in der südlichen Hemisphäre werden die Luftmassen über dem antarktischen Kontinent von dem Austausch mit jenen über der mittleren Breite abgeschnitten - die von starken Winden, bekannt als „Polar vortex“, beherrscht werden. Diese führen zu sehr niedrigen Temperaturen und in der Kälte und kontinuierlichen Dunkelheit der Saison bilden sich polare stratosphärische Wolken, die Chlor enthalten.

Die stratosphärische Ozonschicht, die das Leben auf der Erde vor der schädlichen ultravioletten Strahlung schützt, wird durch das Auftreten bestimmter Chemikalien wie Chlor in der Atmosphäre gefährdet. Chlor rührt von Menschenhand verursachten Schmutzstoffen wie den Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW). Das nach dem Protokoll von Montreal verbotene FCKW wurde einst weithin für Sprühdosen und Kühlschränke verwendet. Das FCKW selbst ist inert/inaktiv, jedoch wird es von der ultravioletten Strahlung hoch oben in der Atmosphäre in seine einzelnen Elemente zerlegt, die sehr stark mit dem Ozon reagieren können.

Da der polare Frühling naht, wird die Kombination aus dem wiederkehrenden Sonnenlicht und dem Auftreten polarer Stratosphärenwolken zu einer Aufspaltung des Chlors zu hoch ozonreaktiven Radikalen führen, die das Ozon in seine einzelnen Sauerstoffmoleküle zerlegen. Ein einfaches Chlormolekül hat das Potential in tausende Ozonmoleküle zu zerfallen.

Envisat - Flagschiff von Europas Umweltbeobachtung aus dem All

Die hier abgebildete PROMOTE-Messung des atmosphärischen Ozons basiert auf atmosphärischem Ozon in Dobson-Einheiten (DU), welche die totale Dichtigkeit in einer gegebenen vertikalen Luftsäule darstellt, so als wäre diese in einer einzelnen Platte/Bramme bei Standardtemperatur und Atmosphärendruck verdichtet– 400 Dobson-Einheiten entsprechen zum Beispiel einer Dichtigkeit von 4 Millimetern.

PROMOTE, das sich erfolgreich aus dem Vorläufer TEMIS - Tropospheric Emission Monitoring Information Service- entwickelt hat, ist ein Portofolio an Informationsdiensten, welche die Atmosphäre der Erde abdecken. Diese Dienste bilden die Ausgangsbasis für das Service-Element des GMES-Projekts (Global Monitoring for Environment and Security). Diese Gemeinschaftsinitiative der Europäischen Kommission und der ESA fußt auf der Idee, alle zur Verfügung stehenden boden- und weltraumgestützten Informationskapazitäten zu bündeln und ein globales Umweltüberwachungssystem für Europa zu entwickeln.

SCIAMACHY: Ein hochkarätiges deutsch-niederländisch-belgisches Projekt

SCIAMACHY wurde von einem internationalen Team unter der Leitung des SCIAMACHY-Initiators Prof. Burrows (Institut für Umweltphysik und Fernerkundung der Universität Bremen, IUP) als Beistellung zu ENVISAT vorgeschlagen. Er führt das Projekt wissenschaftlich zusammen mit Dr. Goede vom Königlichen Niederländischen Meteorologischen Institut (KNMI) und Dr. Muller vom Belgischen Institut für Weltraum-Aeronomie (BIRA-IASB). 1989 wurde SCIAMACHY als Teil der ENVISAT Nutzlast ausgewählt.

Das SCIAMACHY-Instrument ist ein deutsch-niederländisch-belgisches Gemeinschaftsprojekt, wobei die industrielle Leitung bei den gemeinsamen Hauptauftragnehmern EADS Astrium GmbH (D) und Dutch Space (NL) liegt. Weitere Beiträge stammen von OHB System AG, Jena-Optronik GmbH, Carl Zeiss, TNO-TPD, SRON und Delft Sensor Systems. Die Entwicklung erfolgte als nationale Beistellung zum europäischen Umweltsatelliten ENVISAT unter dem Projektmanagement des DLR als deutscher Raumfahrtagentur und NIVR, der niederländischen Raumfahrtagentur mit Unterstützung des Belgischen Instituts für Weltraum-Aeronomie.

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