Ozonschwund über der Arktis führte zu erhöhter ultravioletter Strahlung in Skandinavien

Die ozonarmen Luftschichten haben sich vergangene Woche etwa vom Nordpol bis nach Südskandinavien erstreckt und haben dort an sonnigen Tagen zu erhöhter ultravioletter Strahlung geführt. Gegenwärtig driften sie ostwärts, werden in den kommenden Tagen über Teilen Russlands liegen und in ihrer südlichen Ausdehnung eventuell bis zur chinesisch-russischen Grenze vordringen.

Die in der Arktis vom Ozonverlust betroffenen Luftschichten können in den nächsten Wochen auch über Mitteleuropa driften und dabei bis zum Mittelmeerraum vorstoßen. Vor diesem Hintergrund bestätigte Dr. Markus Rex, Atmosphärenphysiker des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) heute auf einer internationalen Pressekonferenz der “World Meteorological Organisation (WMO)” in Wien den beispiellosen Schwund der arktischen Ozonschicht, der sich seit Mitte März weiter verstärkt hat.

“Derart massiven Ozonverlust wie in diesem Frühjahr gab es bisher über der bis in hohe Breitengrade dicht besiedelten nördlichen Hemisphäre nicht”, beschreibt der AWI-Forscher die aktuelle Situation. Der Ozonabbau über der Arktis bewirkt eine erhöhte Belastung mit ultravioletter Strahlung am Erdboden. Aufgrund des niedrigen Sonnenstands in der Arktis ist diese dort normalerweise kein Problem. Wenn allerdings die vom Ozonabbau betroffenen Luftmassen südwärts über Mitteleuropa, Südkanada, USA oder das zentrale asiatische Russland driften, kann die dann dort auftretende Intensität der UV-Strahlung bei empfindlichen Menschen innerhalb von Minuten zu einem Sonnenbrand führen – selbst im April.

Ob und wann so eine Situation eintritt, kann nur kurzfristig vorhergesagt werden. Die aktuellen UV-Vorhersagen der regionalen Wetterdienste sollten deshalb in den nächsten Wochen beachtet werden. Wenn es zu Episoden erhöhter UV-Intensität kommt, werden diese jeweils nur wenige Tage andauern. In dieser Zeit ist ausreichender Sonnenschutz wichtig, vor allem für Kinder.

„Die erwartete UV-Intensität während dieser kurzen Episoden liegt dann aber immer noch in dem Bereich, dem wir im Hochsommer ohnehin ausgesetzt sind und weit unterhalb der Werte, die bei Urlaubsreisen in die Tropen auftreten. Übermäßige Sorge ist daher unnötig. ”, so Rex. “ Das Problem ist, dass die meisten Menschen so früh im Jahr noch nicht mit einem schnell auftretenden Sonnenbrand rechnen und daher den Sonnenschutz weniger ernst nehmen als im Hochsommer oder im Urlaub. ” Jeder Sonnenbrand erhöht das Risiko, im Verlauf des Lebens an Hautkrebs zu erkranken. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt für Kinder.

Rex´ Kollege Dr. Esko Kyrö vom Arktischen Forschungszentrum des Finnischen Meteorologischen Instituts ergänzt: “Bei ausreichendem Sonnenschutz ist es auch in Phasen geringer stratosphärischer Ozonkonzentrationen sicher und sogar gesund, sich ganz normal im Freien zu bewegen. Gerade in den nordischen Ländern neigen Menschen nach den langen, dunklen Wintern zu Vitamin D-Mangel, und Sonnenlicht ist die wichtigste natürliche Quelle für die körpereigene Bildung dieses Vitamins.”

Die tatsächliche UV-Strahlung am Erdboden wird von vielen Faktoren beeinflusst, z.B. von Wolken und von Aerosolen in der Luft. “Alles in allem wird der Ozonschwund über der Arktis in den hohen Breiten der nördlichen Hemisphäre aber definitiv zu einer erhöhten Intensität der UV-Strahlung führen”, bekräftigte Rex heute auf der Pressekonferenz der WMO.

Die Luftmassen mit besonders niedriger Ozonkonzentration werden sich im Verlauf des Frühjahrs auf der Nordhemisphäre durchmischen. Die Ozonkonzentration der Stratosphäre wird im Frühjahr und Frühsommer dann etwas niedriger bleiben als gewöhnlich, der Effekt ist wegen der großen Verdünnung allerdings nur noch sehr gering.

Wie vor einigen Wochen berichtet (AWI-Pressemitteilung vom 14.03.2011) ist die arktische Stratosphäre in diesem Winter extrem kalt. Dadurch verwandeln sich die Abbauprodukte industrieller Chlorverbindungen in aggressive ozonzerstörende Substanzen. Seit Mitte März hat sich der Ozonschwund durch die Rückkehr des Sonnenlichts, das am chemischen Abbau von Ozon beteiligt ist, weiter verstärkt. Der gegenwärtige Ozonschwund über der Arktis ist der schwerwiegendste seit Beginn der Aufzeichnung von Ozonkonzentrationen mit modernen Messinstrumenten. Die Befunde basieren auf einem internationalen Netzwerk von 30 Ozonsondierungsstationen rund um die Arktis und Subarktis, deren Messungen vom Alfred-Wegener-Institut koordiniert werden. AWI-Forscher Rex: “Die gegenwärtige Situation zeigt deutlich, wie verwundbar die arktische Ozonschicht bei dem Auftreten tiefer Temperaturen ist und wie wichtig es daher ist, ein engmaschiges Netz an Beobachtungsstationen in hohen Breiten aufrechtzuerhalten.“

Hintergrund:
Zu Ozonabbau kommt es, wenn die Abbauprodukte von menschengemachten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) durch große Kälte in aggressive ozonzerstörende Substanzen verwandelt werden. Bereits seit einigen Jahren weisen Wissenschaftler jedoch auch auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Ozonverlusten und Klimaveränderungen hin. Im Bereich der arktischen Ozonschicht hat die Häufigkeit kalter Winter seit Mitte des letzten Jahrhunderts zwar eher etwas abgenommen, die Bedingungen während dieser kalten Winter sind aber immer eisiger geworden und haben solch schwerwiegenden Ozonverlust in der Arktis erst ermöglicht. „Der aktuelle Winter setzt die Entwicklung eindrucksvoll fort, der nicht im Widerspruch zur globalen Klimaerwärmung steht.“, erläutert Atmosphärenforscher Rex einen nur auf den ersten Blick paradox erscheinenden Zusammenhang. „Vereinfacht gesagt halten steigende Treibhausgaskonzentrationen die Wärmestrahlung der Erde in tieferen Luftschichten zurück und erwärmen diese. In die darüber gelegene Stratosphäre gelangt weniger der wärmenden Strahlung, dort kommt es dann zu einer Abkühlung. Daher beobachtet man parallel zur Erwärmung des Klimas am Boden eine Abkühlung der Stratosphäre“. Diese findet ausgerechnet im Bereich der Ozonschicht statt und bewirkt offensichtlich die nun beobachtete Verstärkung des Ozonabbaus. „Die komplizierten Details der Wechselwirkungen zwischen der Ozonschicht und Klimaänderungen sind jedoch nicht verstanden und Gegenstand aktueller Forschungsprojekte“, so Rex. Die Europäische Union beteiligt sich an der Finanzierung dieser Arbeiten im Projekt RECONCILE, ein mit 3,5 Millionen Euro unterstütztes Forschungsprogramm in dem 16 Forschungsinstitutionen aus acht europäischen Staaten an einem verbesserten Verständnis der arktischen Ozonschicht arbeiten.

Langfristig wird sich die Ozonschicht durch umfangreiche umweltpolitische Maßnahmen zu ihrem Schutz erholen. An dieser Erwartung ändert auch der nun beobachtete Rekordozonabbau in der Arktis nichts. „Durch die langfristige Wirkung des Montrealer Protokolls wird nennenswerte Ozonzerstörung ab der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts nicht mehr auftreten“ erläutert Markus Rex. Das Montrealer Protokoll ist ein 1987 unter dem Dach der UNO verabschiedetes internationales Abkommen zum Schutz der Ozonschicht, welches inzwischen die Produktion der ozonzerstörenden FCKW weltweit praktisch verbietet. Die bereits freigesetzten FCKW werden allerdings erst in vielen Jahrzehnten wieder aus der Atmosphäre verschwunden sein. Bis dahin hängt das Schicksal der arktischen Ozonschicht wesentlich von der Temperatur in etwa 20km Höhe ab und ist damit an die Entwicklung des Klimas gekoppelt.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist ei¬nes der siebzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Dies ist eine gemeinsame Erklärung der folgenden Personen und Institutionen:

Belgien
Hugo De Backer, Royal Meteorological Institute of Belgium, +32 2 3730594, Hugo.DeBacker@meteo.be
Dänemark
Niels Larsen, Danish Climate Center, Danish Meteorological Institute, +45-3915-7414, nl@dmi.dk
Deutschland
Markus Rex, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Forschungsstelle Potsdam, +49 331 288 2127, Markus.Rex@awi.de
Hans Claude, Deutscher Wetterdienst Hohenpeißenberg, +49 8805 954 170, hans.claude@dwd.de
Wolfgang Steinbrecht, Deutscher Wetterdienst Hohenpeißenberg, +49 8805 954 171, wolfgang.steinbrecht@dwd.de

Ulf Köhler, Deutscher Wetterdienst Hohenpeißenberg, +49 8805 954 172, ulf.koehler@dwd.de

Finnland
Rigel Kivi, Arctic Research Center, Finnish Meteorological Institute, +358 405424543, rigel.kivi@fmi.fi

Esko Kyrö, Arctic Research Center, Finnish Meteorological Institute, +358 405527438, esko.kyro@fmi.fi

Frankreich
Sophie Godin-Beekmann, Gerard Ancellet, LATMOS CNRS-UPMC, +33 1442747 67 / 62, sophie.godin-beekmann@latmos.ipsl.fr, gerard.ancellet@latmos.ipsl.fr
Griechenland
Dimitris Balis, Aristotle University of Thessaloniki, +30 2310 998192, balis@auth.gr
Costas Varotsos, University of Athens, +30 210 7276838, covar@phys.uoa.gr
Christos Zerefos, Academy of Athens, +30 210 8832048, zerefos@academyofathens.gr
Großbritannien
Neil Harris, European Ozone Research Coordinating Unit, University of Cambridge, Neil.Harris@ozone-sec.ch.cam.ac.uk
Irland
Keith Lambkin, Valentia Observatory Met Éireann, +353 66 9473463, keith.lambkin@met.ie
Japan
Hideaki Nakajima, National Inst. for Environmental Studies, +81 29 850 2800, nakajima@nies.go.jp
Kanada
Tom McElroy, Environment Canada, +1 416 739 4630, Tom.McElroy@ec.gc.ca
David W. Tarasick, Air Quality Res. Div., Environ. Canada, +1 416 739-4623, david.tarasick@ec.gc.ca

Kaley A. Walker, Univ. Toronto, Dep. of Physics, +1 416 978 8218, kwalker@atmosp.physics.utoronto.ca

Norwegen
Cathrine Lund Myhre, NILU – Norwegian Institute for Air Research, +47-63898042, clm@nilu.no
Russland
Valery Dorokhov, Central Aerological Observatory , +7 499 206 9370, vdor@starlink.ru
Vladimir Yushkov, Central Aerological Observatory +7 495 408-6150, vladimir@caomsk.mipt.ru

Natalya Tsvetkova, Central Aerological Observatory +7 495 408-6150, nat@caomsk.mipt.ru

Schweiz
René Stübi, Federal Office of Meteorology and Climatology, MeteoSwiss, +41 26 662 62 29, rene.stubi@meteoswiss.ch

Geir O. Braathen, World Meteorological Organization, +41 22 730 82 35, GBraathen@wmo.int

Spanien
Concepción Parrondo, Manuel Gil, INTA, +34 91 5201564, parrondosc@inta.es, gilm@inta.es
Tschechien
Pavla Skrivankova, Dep. of Remote Obs., Czech Hydromet. Inst., +420 244033271, skrivankova@chmi.cz

Karel Vanicek, Solar and Ozone Observatory, Czech Hydromet. Inst., +420 495260352, vanicek@chmi.cz

USA
Bryan Johnson, NOAA/ESRL,CO, +1 303 497 6842, bryan.johnson@noaa.gov
Ross J. Salawitch, Univ. of Maryland, MD, +1 626 487 5643, rjs@atmos.umd.edu
Francis J. Schmidlin, NASA/GSFC/Wallops Flight Facility, +1 757 824 1618, francis.j.schmidlin@nasa.gov