Schwindende Nordpol-Ozonschicht verändert Wetter

Der Abbau der Ozonschicht über dem Nordpol verursacht auch Wetteranomalien in Europa. Forscher der ETH Zürich haben nun nachgewiesen, dass es überdurchschnittlich warm und trocken oder zu nass wird.

Umweltprobleme gibt es viele. "Der "stratosphärische Ozonabbau", die "ozeanische Versauerung" sowie die (globale) "Frischwassernutzung" werden innerhalb der Tragfähigkeit des Planeten und damit als sicher eingestuft", benennt Springer-Autor Malte Gebler in seinem Buchkapitel Absolute Nachhaltigkeit von Fabriksystemen auf Seite 17 einige davon.

Das Ozonloch ist dabei etwas aus dem Blick geraten. Zwar war dessen Abbau über der Antarktis über Jahre hinweg ein Thema, das auch zu drastischen Maßnahmen wie dem Verbot des Ozonkillers FCKW führte. Doch die Ozonschicht über der Arktis schwindet weiterhin. Forscher der ETH Zürich haben nun nachgewiesen, wie sich das auf das Wetter in Europa auswirkt. Als Ausgangspunkte dienten Zerstörungen der Ozonschicht in der Stratosphäre in den Frühlingsmonaten der Jahre 2011 und 2020.

Wetteranomalien regional verschieden

Aufgrund dieser gemessenen und dokumentierten Zerstörungen konnten Wetteranomalien über der gesamten Nordhalbkugel beobachtet werden. In Mittel- und Nordeuropa sowie in Sibirien war es damals außerordentlich warm und trocken. In der Polarregion hingegen war es eher zu feucht. Wie dies zusammenhängen könnte, wollten die Schweizer Wissenschaftler zusammen mit der Universität Princeton und weiteren Universitäten erkunden.

Dazu entwickelten sie eine Simulation, die den Ozonabbau in zwei unterschiedlichen Klimamodellen integrierte. Eine Besonderheit gegenüber anderen Modellen: Hier wurden Variationen des Ozongehalts der Stratosphäre einbezogen, die sehr viel Rechenkapazität benötigen.

Klar wurde, dass die Ursache für die 2011 und 2020 beobachteten Wetteranomalien mehrheitlich auf die Ozonzerstörung über der Arktis zurückzuführen waren. Das deckte sich weitgehend mit Beobachtungsdaten aus den beiden Jahren und acht weiteren Ereignissen, die zu Vergleichszwecken herangezogen wurden.

"Aus wissenschaftlicher Sicht hat uns am meisten überrascht, dass die Modelle, die wir für die Simulationen verwendet haben, grundverschieden sind, aber ein ähnliches Resultat ergaben", sagt Mitautor Gabriel Chiodo, SNF Ambizione Fellow am Institut für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich.

Tiefe Temperaturen entscheidend

Doch wie hängt das zusammen? Damit Ozon über der Nordhalbkugel abgebaut wird, muss es in der Arktis sehr kalt sein. Dadurch wird der Polarwirbel, eine Strömung, die im Winter und zum Frühjahr hin 30 bis 50 Kilometer über der Erdoberfläche auftritt, außerordentlich stark. Da normalerweise Ozon die von der Sonne abgegebene UV-Strahlung absorbiert und die Stratosphäre erwärmt, zerfällt über kurz oder lang der Polarwirbel. Ist weniger Ozon vorhanden, bleiben die Temperaturen kühler, der Polarwirbel "lebt" länger und verursacht die beschriebenen Anomalien.

Mit dieser Erkenntnis wollen die Wissenschaftler genauere saisonale Wetter- und Klimaprognosen erstellen. Auch im Fokus: die perspektivische Betrachtung der Entwicklung der Ozonschicht. Auch wenn FCKW seit 1989 verboten ist, verbleibt es 50 bis 100 Jahre in der Atmosphäre. Die Konzentration sinkt jedoch stetig, so dass sich auch die Ozonschicht über dem Nordpol wieder erholen könnte.

"Es können also nur solche chemischen Stoffe zum Ozonabbau führen, die über eine lange Lebensdauer verfügen. Gerade die FCKW gehören mit Verweilzeiten von mehreren Jahren zu den Kandidaten", begründet Springer-Vieweg-Autor Dieter Etling in seinem Buchkapitel Strömungen in der Atmosphäre und im Ozean auf Seite 728 nochmals die Notwendigkeit entsprechender Verbote.