Forschung am Südpol Großer Wirbel ums Ozon

Noch klafft das Ozonloch jedes Jahr unverändert über der Antarktis. Die Erforschung der Atmosphäre ist eine der wichtigsten Aufgaben der Wissenschaftler auf Neumayer III

© Nasa/E.J. Steig

Forscher haben steigende Temperaturen in der Antarktis der vergangenen 50 Jahre dokumentiert: Je dunkler die rote Färbung, desto höher ist die Erwärmung ausgefallen

Wenn es Frühling wird in der Antarktis, schimmert der Himmel manchmal in allen Farben. Wolken in einer Höhe von 20 Kilometern lösen die im wahrsten Sinne des Wortes überirdische Lichterscheinung aus. "Diese schönen Wolken kennen wir von unserem Wetter nicht", sagt Markus Rex, ein Ozonforscher vom Alfred-Wegener-Institut in Potsdam. Die perlmuttfarbenen Schichtwolken haben mit den bunten Polarlichtern nichts zu tun – aber auch sie gibt es nur in polaren Breiten. Im 18. Jahrhundert haben skandinavische Maler sie häufig in Gemälden verewigt.

Attraktiv mögen diese stratosphärischen Wolken sein – auf die Ozonschicht hingegen wirken sie zerstörerisch. Denn in den bis zu minus 90 Grad Celsius kalten Gebilden aus winzigen Salpetersäure-Tröpfchen laufen entscheidende chemische Reaktionen ab. Sie führen zum Verlust des Gases, das den Erdboden vor der gefährlichen UV-Strahlung abschirmt. Die Folge ist das berühmte Loch in der Ozonschicht. Experten nehmen an, dass synthetische Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) in den Wolken eine Kette von Reaktionen bewirken, an deren Ende Ozon in Sauerstoff aufgespalten wird. Ohne das schützende Ozon gelangen UV-Strahlen nahezu ungehindert durch die Atmosphäre und können dem Menschen gefährlich werden. Sie erhöhen etwa das Risiko, an Hautkrebs zu erkranken.

Doch sicher sind sich Forscher nicht. Um die Chemie des Ozonlochs zu enträtseln, müssen sie Messgeräte in die Stratosphäre in eine Höhe von mindestens 15 Kilometern bringen. Den Wissenschaftlern helfen dabei ehemalige Spionageflugzeuge. Die US-amerikanische ER-2 und die russische Geophysica sind viele Male über den Südpol geflogen, um Luftproben zu nehmen und andere meteorologische Messungen durchzuführen.

Zur Bestimmung der Ozonkonzentration lassen Experten auch Ballone aufsteigen. Chemiker ahmen im Labor die Reaktionen nach, von denen sie annehmen, dass sie in der Realität ablaufen. Und schließlich wird versucht, in Computersimulationen die Labormessungen und die Beobachtungen in der Antarktis in Einklang zu bringen.

Nach vielen Jahren Forschung hat man heute ein recht gutes Bild von den Vorgängen in der unwirtlichen Antarktis. Demnach wird durch das alljährlich wiederkehrende Ozonloch nicht nur die UV-Strahlung am Boden verstärkt. Es ändert sich auch das Klima in der Antarktis. Ist weniger Ozon in der Luft, nimmt die Stratosphäre weniger UV-Strahlung auf – und kühlt sich ab. Das verstärkt in der Folge den Polarwirbel, ein kreisförmiges Windsystem über dem Kontinent. "Der atmosphärische Wirbel isoliert die Antarktis vom Rest der Welt", erklärt Rex. So verharrten die Temperaturen in der Mitte des Kontinents in den letzten Jahrzehnten auf tiefem Niveau, während sie in den äußeren Regionen der Antarktis anstiegen – etwa auf der Antarktischen Halbinsel.