Das kürzlich gemessene Ozonloch über der Antarktis ist laut einem Bericht der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) eines der grössten seit Beginn der Aufzeichnungen. Aufgezeichnet wurde das Ozonloch vom Satelliten Copernicus Sentinel-5P. Am 16. September 2023 erreichte seine Ausdehnung erstaunliche 26 Millionen Quadratkilometer, etwa dreimal die Grösse von Brasilien.
Hochauflösende Bildgebung
Der Satellit, der am 13. Oktober 2017 als erster Copernicus-Satellit der Europäischen Union zur Überwachung der Atmosphäre gestartet worden war, ist mit einem hochmodernen multispektralen Bildspektrometer namens «Tropomi» ausgerüstet. Das Instrument verbessert die Möglichkeiten zur Überwachung der Atmosphäre, indem es unterschiedliche ‘Fingerabdrücke’ verschiedener Gase in verschiedenen Segmenten des elektromagnetischen Spektrums identifiziert. Dies ermöglicht eine präzisere und hochauflösendere Abbildung einer Vielzahl von Schadstoffen.
Die Daten des «Tropomi» werden im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sorgfältig mithilfe von Algorithmen verarbeitet, die gemeinsam vom DLR und dem Königlich Belgischen Institut für Weltraumaeronomie (BIRA-IASB) entwickelt wurden.
Tropomi-Messungen
„Die Sentinel-5P-Gesamtozonprodukte weisen im Vergleich zu bodengestützten Daten eine prozentuale Genauigkeit auf und ermöglichen es uns, die Ozonschicht und ihre Entwicklung genau zu überwachen“, sagte der leitende DLR-Wissenschaftler Diego Loyola.
„Die Tropomi-Messungen erweitern den globalen Ozondatensatz europäischer Satellitensensoren um fast drei Jahrzehnte.“
Die signifikanten Daten von Sentinel-5P werden dem Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) innerhalb von drei Stunden nach der Messung zur Verfügung gestellt. Diese schnelle Lieferung unterstützt CAMS bei der effizienten Integration der Daten in seine Analyse- und Prognosesysteme.
Eines der grössten Löcher aller Zeiten
„Am 16. September erreichte es eine Grösse von über 26 Millionen Quadratkilometern und ist damit eines der grössten Ozonlöcher aller Zeiten. Die Ozondaten von «Tropomi» sind ein wichtiger Datensatz für unsere Ozonanalyse“, erklärt Dr. Antje Inness, leitende Wissenschaftlerin bei CAMS
Es ist komplex, die Gründe für die beträchtliche Grösse des Ozonlochs zu verstehen. Seine Grössenschwankungen hängen eng mit der Kraft starker Windbänder zusammen, die die Antarktis umkreisen, ein Phänomen, das aus der Erdrotation und den Temperaturunterschieden zwischen polaren und gemässigten Breiten resultiert.
Starke Windbänder wirken als Barrieren, halten Luftmassen über den Polarregionen fest und kühlen sie ab, wodurch sie die Grösse des Ozonlochs beeinflussen. Die jüngsten ungewöhnlichen Ozonmuster könnten auch mit dem Vulkanausbruch Hunga Tonga-Hunga Ha’apai im Januar 2022 zusammenhängen, der erhebliche Mengen Wasserdampf in die Stratosphäre einbrachte, vermuten Expertinnen und Experten.
Ausbruch von Hunga Tonga
„Durch den Ausbruch des Vulkans Hunga Tonga im Januar 2022 wurde viel Wasserdampf in die Stratosphäre geschleudert, der erst nach dem Ende des Ozonlochs 2022 die Südpolregionen erreichte“, erklärte Antje Inness.
„Der Wasserdampf könnte zur verstärkten Bildung polarer Stratosphärenwolken geführt haben, in denen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) reagieren und den Ozonabbau beschleunigen können. Das Vorhandensein von Wasserdampf kann auch zur Abkühlung der antarktischen Stratosphäre beitragen, was die Bildung dieser polaren Stratosphärenklumpen weiter fördert und zu einem robusteren Polarwirbel führt.“
Um die genauen Auswirkungen dieses Ausbruchs auf das Ozonloch zu verstehen, sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, da es in modernen Beobachtungen keine Präzedenzfälle für solch erhebliche Wasserdampfausstösse in die Stratosphäre gibt.
Die Sentinel-5P-Überwachung ist von entscheidender Bedeutung
„Die Sentinel-5P-Gesamtozonsäulen bieten eine genaue Möglichkeit, das Auftreten von Ozonlöchern aus dem Weltraum zu überwachen. „Ozonlochphänomene können nicht ohne Weiteres zur Überwachung globaler Ozonveränderungen genutzt werden, da sie von der Stärke regionaler Windfelder bestimmt werden, die um Polargebiete strömen“, sagte Claus Zehner, ESA-Missionsmanager für Copernicus Sentinel-5P.
Darüber hinaus stellt das Vorhandensein ozonschädigender Substanzen, vor allem Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), in der Atmosphäre immer noch eine erhebliche Gefahr für die Ozonschicht dar. Diese Stoffe waren in den 1970er und 1980er Jahren in verschiedenen Produkten weit verbreitet, wurden jedoch nach dem Montrealer Protokoll von 1987 schrittweise aus dem Verkehr gezogen.
Obwohl mit einer allmählichen Erholung der Ozonschicht gerechnet wird und die Prognosen auf eine Rückkehr zu normalen Werten bis etwa 2050 hindeuten, sind Überwachung und Analyse weiterhin von entscheidender Bedeutung.
Mit fortschrittlichen Instrumenten wie dem «Tropomi» auf dem Sentinel-5P-Satelliten können Wissenschaftler nun atmosphärische Veränderungen mit beispielloser Genauigkeit und Auflösung beobachten und so wertvolle Daten zu den laufenden globalen Bemühungen beitragen, die Erdatmosphäre zu verstehen und zu schützen.
Pressemitteilung European Space Agency
