Ozonloch

Ozon - ein reaktionsfreudiges Gas

Ozon ist ein stechend riechendes, reaktionsfreudiges Gas mit der chemischen Formel O 3 .
Die Bezeichnung Ozon ist vom griechischen ozein (= riechen) abgeleitet. Sie wurde 1840 von dem Chemiker CHRISTIAN SCHÖNBEIN eingeführt. Ozon ist in geringen Mengen - weniger als 0,01 Prozent - Bestandteil der Atmosphäre, wobei es zwei Bereiche der Atmosphäre mit merklicher Ozonkonzentration gibt:

Eine Schicht befindet sich in Erdbodennähe. Ozon entsteht dort, wenn Sonnenlicht auf Luftschadstoffe (Stickoxide, Kohlenwasserstoffe) trifft (Bild 1). Wenn von Ozonalarm, Ozonbelastung oder Sommersmog die Rede ist, meint man immer das Ozon in Erdbodennähe. Ozon entsteht auch durch Hochspannung (bei alten Kopierern und Laserdruckern, bei Experimenten mit Influenzmaschinen) und ist dann durch seinen stechenden Geruch wahrnehmbar.

Bildung von bodennahem Ozon

Bildung von bodennahem Ozon

Eine zweite Schicht befindet sich in 15-25 km Höhe über der Erdoberfläche. Sie entsteht, wenn kurzwelliges ultraviolettes Licht auf Sauerstoff trifft (Bild 2a). Dabei wird die kurzwellige
UV-Strahlung absorbiert. Das gilt vor allem für die UV-Strahlung mit Wellenlängen von 280-315 nm. Diese UV-Strahlung wird als UV (B) - Strahlung bezeichnet. Die langwelligere UV- Strahlung, die von der Ozonschicht weitgehend hindurchgelassen wird, nennt man dagegen UV (A) - Strahlung . Es ist die Strahlung, die z. B. die Bräunung der Haut hervorruft.

Das in der Atmosphäre entstehende Ozon zerfällt allmählich wieder. Es bildet sich Sauerstoff (Bild 2b). Insgesamt ist die Ozonschicht in der Atmosphäre eine Schicht, die die Erdoberfläche und damit auch den Menschen vor kurzwelliger UV-Strahlung schützt.

Bildung von Ozon in der Atmosphäre und spontaner Zerfall

Bildung von Ozon in der Atmosphäre und spontaner Zerfall

Das Ozonloch

1986 stellten britische Wissenschaftler bei der Auswertung von Satellitenaufnahmen fest, dass sich die Dicke der in der Atmosphäre vorhandenen Ozonschicht mit der Jahreszeit verändert und über der Antarktis zeitweise regelrechte Löcher in dieser Schicht auftraten
( Bild 3). In den letzten Jahren wurde eine Vergrößerung dieser Löcher, eine allgemeine Verdünnung der Ozonschicht auch über Europa und ein Auftreten von Ozonlöchern über der Arktis festgestellt. Seit 2012 wurden die Löcher wieder kleiner.

Das Ozonloch in der Atmosphäre, zu erkennen an seiner bläulichen Färbung. Die Aufnahmen stammen aus den Jahren 1979 (links) und 1987 (rechts). Die Ozonschicht ist ständigen Veränderungen unterworfen.

Das Ozonloch in der Atmosphäre, zu erkennen an seiner bläulichen Färbung. Die Aufnahmen stammen aus den Jahren 1979 (links) und 1987 (rechts). Die Ozonschicht ist ständigen Veränderungen unterworfen.

Von einem Ozonloch spricht man, wenn sich auf der Erdoberfläche die Intensität der kurzwelligen UV (B) - Strahlung gegenüber dem normalen Wert verdoppelt. Das ist deshalb gefährlich, weil diese kurzwellige UV-Strahlung Hautkrebs auslösen kann und auch das Wachstum von Tieren und Pflanzen negativ beeinflusst.
So wird z. B. durch UV (B) - Strahlung das Plankton im Meer geschädigt, stirbt ab oder vermehrt sich weniger gut. Da Plankton eines der ersten Glieder in einer längeren Nahrungskette ist, hat seine Verminderung Auswirkungen auf den Fischreichtum und damit letztendlich auf die Ernährung des Menschen.

Ursachen für das Ozonloch

Die Dicke der Ozonschicht in der Atmosphäre ist nicht konstant. Sie ändert sich ständig durch verschiedene natürliche Prozesse. Inzwischen wurde aber festgestellt, dass auch einige chemische Stoffe, die in der Technik genutzt und bei technischen Prozessen freigesetzt werden, den Abbau von Ozon in der Atmosphäre bewirken. Das hat insgesamt zu einer allgemeinen Verringerung der Ozonschicht geführt (Bild 5), wobei aber für bestimmte Orte neben der Abnahme auch teilweise wieder eine Zunahme der Ozonschicht zu beobachten ist.

„Ozonkiller“ sind insbesondere Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), Stickoxide und Halone mit Chlor als besonders wirksamem Bestandteil.
FCKW wurde viele Jahre lang als Treibgas für Spraydosen und als Kühlmittel für Kühlschränke genutzt. Stickoxide werden von Kraftfahrzeugen und von Heizungsanlagen abgegeben.

Heute ist klar: Die Verringerung der Dicke der Ozonschicht und die damit verbundene Erhöhung der schädlichen kurzwelligen UV-Strahlung sind auf das Wirken der Menschen zurückzuführen.
Um den weiteren Abbau der lebenswichtigen Ozonschicht zu verhindern, ist es erforderlich, weltweit die Emission aller Stoffe zu verringern, die zum Abbau von Ozon beitragen. Dazu kann auch jeder Einzelne seinen Beitrag leisten.

Eine fachliche Ergänzung

Die Dicke der atmosphärischen Ozonschicht wird in Dobson Units (Abkürzung D. U. oder DU) gemessen, benannt nach dem britischen Forscher G. M. B. DOBSON. 100 DU entspricht einer Schichtdicke von 1 mm Ozon bei normalem Luftdruck.

Die normale Dicke der Ozonschicht bei uns beträgt 330-360 DU. Das entspricht einer Dicke der Ozonschicht von 3,3-3,6 mm bei normalem Luftdruck. Nun darf man sich allerdings in 15-25 km Höhe nicht eine Ozonschicht dieser geringen Dicke vorstellen. Vielmehr ist es so, dass sich dieses Ozon über Kilometer hinweg verteilt.

Von einem Ozonloch spricht man in der Wissenschaft dann, wenn die Schichtdicke des Ozons kleiner als 220 DU ist. Das entspricht etwa einer Verdopplung der kurzwelligen UV-Strahlung an der Erdoberfläche gegenüber dem normalen Wert.

Verringerung der Dicke der Ozonschicht (Durchschnittswerte)

Verringerung der Dicke der Ozonschicht (Durchschnittswerte)

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