Während viele Menschen mit dem Ozonloch über der Antarktis vertraut sind, wurde den Problemen, mit denen auch das schützende Ozon in der Stratosphäre über der Arktis zu kämpfen hat, bis vor kurzem weniger Aufmerksamkeit geschenkt.
In den Jahren 2011 und 2020 führte beispielsweise eine erhebliche Ausdünnung der Ozonschicht über dem Nordpol zu Wetteranomalien auf der gesamten Nordhalbkugel, darunter ein aussergewöhnlich warmer und trockener Frühling in Mittel- und Nordeuropa und Russland oder ungewöhnlich feuchte Bedingungen in den Polarregionen. Ob jedoch ein direkter kausaler Zusammenhang zwischen der Zerstörung des stratosphärischen Ozons und diesen Wetteranomalien besteht, ist in der Klimawissenschaft nach wie vor umstritten.
Um diese Frage zu klären, führte ein Expertenteam unter der Leitung der ETH Zürich Simulationen durch, die den Ozonabbau in zwei verschiedene Klimamodelle integrierten, und fand heraus, dass die Hauptursache für die 2011 und 2020 beobachteten Wetteranomalien auf der Nordhalbkugel höchstwahrscheinlich der Ozonabbau über der Arktis ist. Die Simulationen stimmten mit den Beobachtungsdaten aus diesen beiden Jahren überein (sowie mit acht weiteren Ereignissen dieser Art, die zu Vergleichszwecken herangezogen wurden). Als die Wissenschaftler die Ozonzerstörung aus ihren Modellen entfernten, konnten sie die Ergebnisse nicht reproduzieren.
„Was uns aus wissenschaftlicher Sicht am meisten überrascht hat, ist, dass die Modelle, die wir für die Simulation verwendet haben, zwar völlig unterschiedlich sind, aber dennoch ähnliche Ergebnisse lieferten„, sagt Studienmitautor Gabriel Chiodo, Experte für Klimadynamik an der ETH Zürich.
Laut den Wissenschaftlern tritt der Ozonabbau auf, wenn die Temperaturen in der Arktis sehr niedrig sind. „Der Ozonabbau findet nur statt, wenn es kalt genug ist und der Polarwirbel in der Stratosphäre, etwa 30 bis 50 Kilometer über dem Boden, stark ist“, erklärt die Hauptautorin der Studie, Marina Friedel, Doktorandin in Umweltwissenschaften an derselben Universität.
Normalerweise absorbiert Ozon die UV-Strahlung der Sonne, erwärmt die Stratosphäre und trägt dazu bei, den Polarwirbel im Frühjahr abzubauen. Wenn jedoch weniger Ozon vorhanden ist, kühlt sich die Stratosphäre ab und der Wirbel wird stärker. „Ein starker Polarwirbel führt dann zu den an der Erdoberfläche beobachteten Effekten„, sagte Dr. Chiodo. Ozon scheint also eine grundlegende Rolle bei den Temperatur- und Zirkulationsänderungen in der Arktis zu spielen.
Diese Erkenntnisse könnten Klimawissenschaftlern dabei helfen, genauere saisonale Wetter- und Klimavorhersagen zu erstellen, die eine bessere Vorhersage von Temperaturschwankungen ermöglichen, die für die Landwirtschaft entscheidend sind. Es sind jedoch weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um die künftige Entwicklung der Ozonschicht zu verstehen. Obwohl ozonabbauende Stoffe wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) seit 1989 verboten sind, sind sie extrem langlebig und können bis zu einem Jahrhundert in der Atmosphäre verbleiben und so die Ozonschicht weiterhin schädigen. „Das wirft die Frage auf, wie schnell sich die Ozonschicht erholt und wie sich dies auf das Klimasystem auswirkt„, so Friedel abschliessend.
