Die Arktis steht im Vordergrund der wissenschaftlichen Untersuchungen des Klimawandels, da sie besonders stark betroffen ist. In den letzten Jahrzehnten hat die Region eine Temperatursteigerung erlebt, die etwa viermal über dem globalen Durchschnitt liegt. Dies geht aus den neuesten Erkenntnissen der Goethe-Universität und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hervor, die die Forschungsflüge im Rahmen der Messkampagne ASCCI (Arctic Springtime Chemistry-Climate Investigations) koordinieren.

Die ASCCI-Kampagne zielt darauf ab zu verstehen, wie Ozon und Wasserdampf in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre, vor allem im Frühjahr, den Klimawandel in der Arktis beeinflussen. Professoren Björn-Martin Sinnhuber und Andreas Engel leiten die Initiative, die auf die oft schwankenden Dichten der Ozonschicht über der Arktis fokussiert ist. In dieser Region kann es besonders im Frühjahr zu einer signifikanten Ausdünnung der Ozonschicht kommen.

Ozonabbau im Fokus

Seit etwa 20 Jahren kommt es in der Arktis im Spätwinter und Frühjahr regelmäßig zu starken Verlusten des Ozons in der unteren Stratosphäre. Diese Verluste werden in erster Linie durch chemische Reaktionen mit Chlor- und Bromradikalen verursacht. Im Gegensatz zur Antarktis, wo Ozonwerte in den 1990ern um etwa 100 Dobson Units (DU) abgenommen haben, wechseln die Ozonwerte über der Arktis stärker und der Verlust liegt bei etwa 50 DU. Es gibt kein Ozonloch über der Arktis, was durch unregelmäßige Land-Meer-Verteilungen und eine höhere atmosphärische Dynamik begünstigt wird, wie die Analyse von Klimawiki zeigt.

Die komplexen Klimaverhältnisse in der Arktis, die zu einem häufigeren Einstrom wärmerer, ozonreicher Luft und einer instabilen Dynamik des arktischen Polarwirbels führen, spielen eine entscheidende Rolle bei der Ozonentwicklung. Ein abgekühlter Polarwirbel kann mitunter sogar die Ausbildung von polaren Stratosphärenwolken (PSC) begünstigen, die für die Ozonzerstörung verantwortlich sind.

Klimawandel und seine Folgen

Der Klimawandel hat bereits zu Rekord-Ozonverlusten über der Arktis geführt, wie während der „Mosaic“-Expedition im Frühjahr 2020 festgestellt wurde. Forschungsleiter Professor Markus Rex stellte fest, dass bis zu 95% des Ozons im Höhenbereich des Ozonmaximums zerstört und die Ozonschichtdicke um mehr als die Hälfte reduziert wurde. Diese Entwicklungen könnten gravierende zukünftige Auswirkungen haben: Ein weiteres Fortschreiten des Klimawandels könnte nicht nur den Ozonverlust bis Ende des Jahrhunderts verstärken, sondern auch die UV-Strahlung erhöhen, was in Europa, Nordamerika und Asien zu einem gesteigerten Risiko für Sonnenbrände und Hautkrebs führen könnte, so der Bericht von Forschung und Lehre.

Eine bedeutende Rolle in diesem Szenario spielt das Montreal-Protokoll von 1987, das zur Reduktion ozonzerstörender Stoffe wie FCKW beiträgt. Trotz eines Rückgangs der FCKW-Konzentrationen in den letzten Jahren ist die Prognose für die Ozonentwicklung unsicher. Ein Rückgang der ozonzerstörenden Substanzen könnte helfen, die Ozonverluste langfristig zu verringern, doch die Fortschritte sind nicht garantiert und stark abhängig von den globalen Treibhausgasemissionen.

In Anbetracht der steigenden Temperaturen und stetigen Veränderungen der arktischen Klimabedingungen bleibt der Einfluss auf die Ozonschicht und die damit verbundenen ökologischen und gesundheitlichen Risiken ein zentrales Thema in der aktuellen Klimaforschung.