Mini-Ozonloch über Europa

Mini-Ozonloch über dem Nordatlantik am 9. Nov. 2001
Mini-Ozonloch über dem Nordatlantik am 9. Nov. 2001
23 November 2001

Klimatologen haben mit Hilfe des von der Europäischen Raumfahrtagentur ESA betriebenen Umweltsatelliten ERS 2 im November ein Mini-Ozonloch über dem Nordatlantik entdeckt. Ursache sind Stürme, die kurzzeitig ein „Loch“ in die Atmosphäre reißen. Die schützende Ozonschicht, die die gefährliche UV-Strahlung der Sonne abhält, ist hierbei um 60 bis 70 % dünner als zu dieser Jahreszeit üblich. Diese Stürme sind auch für die Verlagerung des Mini-Ozonlochs nach Nordeuropa verantwortlich.

Die Entdeckung gelang Klimatologen des Königlich Meteorologischen Instituts der Niederlande (KNMI) in Kooperation mit Wissenschaftlern der ESA. Die Europäische Raumfahrtagentur begann 1991 mit ERS 1 ein höchst erfolgreiches globales Erderkundungsprogramm, dem 1995 der heute noch aktive ERS 2 folgte. Mit dem „Global Ozone Monitoring Experiment" GOME auf ERS 2, dem weltbesten Ozonwächter, wird alle drei Tage eine Weltkarte der Ozonverteilung erstellt, die – aneinandergereiht – im Zeitrafferfilm das dramatische Ausmaß der jährlichen Ozonveränderungen eindrucksvoll visualisiert. Diese kontinuierliche großräumige Überwachung ermöglicht Ozonverdünnungen - so genannte Ozon“löcher" - zu erfassen und zu verfolgen. Dadurch konnte auch die aktuell über Nordeuropa bestehende kurzzeitige Ozonverdünnung frühzeitig erkannt werden.

Planetare Windzirkulation

Globale Ozonverteilung am 9. Nov. 2001
Globale Ozonverteilung am 9. Nov. 2001

Der auf ERS 2 betriebene GOME-Sensor erfasste exakt Herkunft und Verlauf des Mini-Ozonlochs. Die Ausbildung über dem Atlantik und seine Verlagerung nach Südskandinavien waren eine Folge der planetaren Windzirkulation, die in diesem Bereich als Nordatlantische Zirkulation hervortritt. Sie stellt einen wichtigen „Wettermacher" für Europa dar, da sie wesentlich für den Luftaustausch zwischen Nordamerika und Europa verantwortlich ist. Starke Stürme führen nicht nur zu einer starken Durchwirbelung in der Atmosphäre. Sie reißen auch „Löcher" in die Ozonschicht und verlagern diese Areale. Auf diese Art wurden Skandinavien und Nordeuropa temporär einer geringfügig erhöhten UV-Strahlung ausgesetzt. Nach kurzer Zeit verschwinden die Mini-Ozonlöcher wieder.

Ein natürliches Phänomen

Die „Nordatlantischen Ozonlöcher" unterscheiden sich damit deutlich von den allseits bekannten Ozonlöchern der Pole. Letztere sind eindeutig auf von Menschen eingebrachte Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) zurückzuführen, in denen Chlorverbindungen in ozonzerstörende Chlorradikale verwandelt werden.
Die neuentdeckten Löcher hingegen sind natürlichen Ursprungs. Sie unterliegen den „normalen" atmosphärischen Prozessen, bei denen Ozon ständig neu gebildet und zerstört wird. Das wichtige Gas ist von der Erdoberfläche bis in eine Höhe von etwa 110 km anzutreffen. Nahezu 10 % befinden sich in der Troposphäre (8 bis 17 km), 90 % in der Stratosphäre (12 bis 30 km). Die „Dicke" der Ozonschicht hängt vom Mischungsverhältnis zwischen ozonreichen und ozonarmen Luftmassen ab.
Gleichwohl ob die Ursachen der Ozon-Ausdünnung und Durchlöcherung der Atmosphäre natürlichen oder anthropogenen Ursprungs sind, tritt in beiden Fällen eine Minderung des Abschirmeffektes auf. Denn die Ozonschicht wirkt als überdimensionale Sonnenbrille. Bei dem neuentdeckten „Nordatlantischen Ozonloch" bestehen keine Gefahren für die Bevölkerung, wie Anke Piters vom niederländischen Institut KNMI die Gesamtsituation erläutert. Es könne zwar mehr ultraviolettes Licht zur Erdoberfläche vordringen, doch gleichzeitig sei die Strahlungsintensität der Sonne im November deutlich geringer. Es gilt jedoch die Prozesse weiter zu beobachten, denn auch die UV-Strahlung unterliegt starken natürlichen Schwankungen.

Von ERS zu Envisat

ERS 2 im Flug
ERS 2 im Flug

GOME ist der bislang weltbeste Ozon-Sensor. Das Spektrometer deckt mit 240 bis 790 nm alle drei relevanten Absorptionsbanden des Ozons ab. Erst dadurch sind Messungen während aller Jahreszeiten und bei allen Breitengraden möglich.
Auf ERS 2 soll 2002 ein um mehrere Klassen leistungsfähigerer Satellit zur dreidimensionalen Überwachung der Umwelt folgen: Envisat. Der Superlativ von der komplexesten Mission zum Planeten Erde ist berechtigt. Mit Envisat hat die ESA eine fliegende Forschungsstation geschaffen, die ein derart komplexes System, wie es die vielgestaltige Umwelt darstellt, mit all ihren wichtigen Teilprozessen in der Atmosphäre, den Ozeanen sowie an Land regelmäßig beobachtet. Die hervorragende Vergleichbarkeit der Daten bildet zugleich die entscheidende Voraussetzung für das Erkennen von Prozessabläufen auf der Erde.
Drei der zehn Messgeräte - GOMOS, MIPAS und SCIAMACHY - dienen der Klimaforschung. Die Wissenschaftler erwarten von ihnen die genauesten Daten der Ozonverteilung und Dutzender weiterer klimawirksamer Spurengase und Schadstoffe vom Boden bis in etwa 150 km Höhe. Weil in diesem komplizierten Gemisch unterschiedlichster Gase und Aerosole zum Teil noch unverstandene Wechselwirkungen auftreten, dürften die Komplexmessungen die Atmosphären- und Klimamodelle weiter präzisieren helfen.

Ozon-Wetterdienst

Auch der „Ozon-Wetterdienst" soll weiter auf- und ausgebaut werden. Gemeinsam mit EUMETSAT, einer zwischenstaatlichen Organisation, die operationelle Wettersatelliten für europäische Staaten plant und betreibt, bereitet die ESA den Einsatz des verbesserten GOME-Sensors auf drei Satelliten der neuen METOP-Serie vor. Sie sollen ab 2003 mindestens zehn Jahre lang den Ozonhaushalt der Erdatmosphäre global überwachen. Bald dürfte der örtliche Wetterbericht mit den gewohnten Angaben zu Temperatur, Wind und Niederschlag auch den aktuellen Ozonwert enthalten.

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