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Ergebnisse von Frankfurter und Jülicher Atmosphärenforscher
FRANKFURT. Reaktive Chlorverbindungen verursachen den Abbau der Ozonschicht, wie er insbesondere in der Arktis, Antarktis und in mittleren Breitengraden beobachtet wird. Hauptquellen für diese Chlorverbindungen sind Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die vor allem aus anthropo-genen Quellen stammen. Andreas Engel und Ulrich Schmidt vom Insti-tut für Meteorologie und Geophysik sowie Daniel McKenna vom For-schungszentrum Jülich berichten nun erstmals in der Fachzeitschrift Geo-physical Research Letters*, daß die FCKW-Konzentration in der Strato-sphäre nicht mehr so stark ansteigt wie in den Jahren bis 1990. Grundlage ihrer Ergebnisse bilden Messungen von FCKW, die seit 1978 durchgeführt wurden; zunächst am Forschungszentrum Jülich, und seit 1996 an der Jo-hann Wolfgang Goethe-Universität. Hierzu wurden mittels eines am For-schungszentrum Jülich entwickelten ballongetragenen Instruments Luft-proben aus verschiedenen Höhen der Stratosphäre gesammelt und im La-bor auf ihren Gehalt an Spurengasen analysiert. Bis heute wurden über 40 Meßflüge durchgeführt.
In der Regel werden FCKW in der der Erde am nächsten gelegenen Atmo-sphärenschicht, in der Troposphäre (Atmosphäre bis etwa 10 km Höhe) gemessen: Diese ist durch den geringeren technischen Aufwand leichter zugänglich als die sich anschließende Stratosphäre. In der Stratosphäre (bis etwa 50 km Höhe) finden jedoch die eigentlichen ozonzerstörenden Prozesse statt: Die sehr langlebigen FCKW steigen in diese Atmosphären-schicht auf - ein Vorgang, der mehrere Jahre dauern kann - und treffen dort auf UV-Strahlung, die die aggressiven Chlorverbindungen aus FCKW freisetzt. Das FCKW F12 (CCl2F2) stellt mit einem Anteil von fast 30 Pro-zent am gesamten Chloreintrag in die Stratosphäre die größte Einzelquelle dar. Seit Beginn der 90er Jahre stellen amerikanische Wissenschaftler fest, daß die Konzentration von F12 in der Troposphäre weniger steil zunimmt wie in den Jahren davor: Von etwa 19 ppt (parts per trillion; Teilchen auf 1012 Teilchen Luft) pro Jahr Mitte der 80er Jahre nahm sie auf etwa 10 ppt pro Jahr im Jahr 1993 ab (Elkins et al., 1993). Diese Verlangsamung des Anstiegs wird auf Begrenzungen der Produktion durch das Montrealer Protokoll von 1987 und seinen Ergänzungen zur Verminderung der Emis-sion ozonschädigender Substanzen zurückgeführt.
Ob dieser Trend auch in der Stratosphäre stattfindet, konnten die Wissen-schaftler bisher nicht zeigen. Darüber Aussagen zu treffen wird erschwert durch die stratosphärische Dynamik: Bedingt durch Transportprozesse kommt es zu erheblichen Schwankungen der Verteilung von F12. Um ei-nen Trend zu ermitteln, benutzten Engel und Schmidt Lachgas (N2O) als Referenzgas. Dieses ist eines der wichtigsten Spurengase in der Strato-sphäre und zeigt ein sehr ähnliches chemisches Verhalten wie F12. Indem alle Beobachtungen auf dieses Referenzgas bezogen wurden, konnte der langfristige Anstieg von kurzfristigen Schwankungen getrennt werden.
Erstmals stellten Engel und Schmidt so in der unteren Stratosphäre eine statistisch signifikante Verlangsamung des Anstiegs von F12 fest. Die Auswertung für die unterste Schicht der Stratosphäre (etwa 13 - 15km Höhe) ergibt eine Anstiegsrate von 18.5 (± 1.5) ppt pro Jahr für den Zeit-raum 1978-1990. Für die Jahre 1990 bis 1997 ermittelten die Atmosphä-renforscher nur einen Anstieg von 11.9 (±4.2) ppt pro Jahr. In etwa 19 km Höhe wurde eine - allerdings nicht signifikante - Verlangsamung des An-stiegs von 12.9 auf 11.3 ppt pro Jahr festgestellt, während in etwa 21 - 22 km Höhe noch keine Veränderung zu beobachten war. Hiermit wurde erstmalig gezeigt, daß die Maßnahmen zur Reduzierung der FCKW-Konzentrationen in der Stratosphäre - also dort wo die schädlichen Folgen auftreten - Wirkung gezeigt haben. Bislang wurde allerdings nur eine Verminderung der Anstiegsgeschwindigkeit festgestellt. Mit einer langsa-men Abnahme der Chlorbelastung der Stratosphäre ist erst zu Beginn des kommenden Jahrzehnts zu rechnen.
*Stratospheric trends of CFC-12 over the past two decades: Recent observational evidence of declining growth rates
Andreas Engel, Ulrich Schmidt, Daniel McKenna
Geophysical Research Letters, Vol. 25, 1. September 1998, p.3319-3322
Weitere Auskünfte:
Dr. Andreas Engel und Prof. Dr. Ulrich Schmidt, Institut für Meteorologie und Geophysik, Telefon: 069/798-28133 oder -23637
http://www.rz.uni-frankfurt.de/IMGF/meteor/phys_atm_deu.htm
Criteria of this press release:
Geosciences
transregional, national
Research projects
German
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