Extreme Ozonverluste im Frühjahr über Europa

Quantifizierung des chemisch bedingten Ozonverlusts im Nordwinter sowie dessen Auswirkungen auf mittlere Breiten in Europa: Im Winter 2010/2011 wurde die bisher stärkste Ozonzerstörung im Bereich des Arktischen Polarwirbels beobachtet. Die Auswirkungen solch starker Verluste auf Mitteleuropa waren im Jahr 2006 am stärksten. Im Rahmen von der Wissensplattform "Erde und Umwelt" (ESKP) soll ein Frühwarnsystem für solche Ereignisse etabliert werden. Grundlage sind Simulationen mit dem Jülicher Chemie-Transportmodell CLaMS, welches über innovative Transport- und Mischungsalgorithmen zur Berechnung des Austauschs von Luftmassen zwischen polaren und mittleren Breiten (z. B. Einmischung ozonarmer Luft über Europa) verfügt. Die realitätsnahen Simulationen werden durch Satellitenbeobachtungen initialisiert und meteorologische Vorhersagen des ECMWF angetrieben.

Für die arktischen Winter der einzelnen Jahre 2010-2016 sind auf weiteren Seiten Berechnungen des Ozonverlusts und Abschätzungen aus der Temperatur dargestellt. Es wird auch gezeigt, wie sich der UV-Anstieg am Boden im Verlauf des Frühjahres entwickeln würde im Falle verscheidener Ozonverluste. Für den aktuellen Winter 2016 sind berechneter Ozonverlust und Ozonsäule sowie der daraus berechnete maximale UV-Index (zur Mittagszeit bei wolkenfreien Himmel) als Kartendarstellung für die einzelnen Tage gezeigt.


Zusammenfassung für den Winter 2015/2016:

  • Die stratosphärischen Temperaturen im Winter 2015/2016 waren so niedrig wie in den letzten Jahrzehnten noch nie beobachtet.
  • Dadurch wurden Polare Stratosphärenwolken (PSCs) in weiten Bereichen zwischen etwa 14 und 26 Kilometern Höhe beobachtet, das ist weit mehr als normalerweise beobachtet.
  • Dies führte zu Chlor-Aktivierung und im Sonnenlicht zum katalytischen Ozonabbau. Nach Berechnungen mit dem Modell CLaMS ist der Ozonverlust in der Säule größer, als im bisherigen "Rekordwinter" 2011.
  • Anfang März fand eine sogenannte Stratosphärenerwärmung statt, die -wie in jedem Jahr- zum Zusammenbruch des Polarwirbels führte.
  • Seit etwa 10. März stoppte der katalytische Ozonabbau, da sich inzwischen die "aktiven Chlorverbindungen" wieder nach HCl und ClONO2 umgewandelt haben (konsistent im Modell und in den Beobachtungen).
  • Aus den niedrigeren Ozonsäulen resultierte eine leichte Erhöhung des UV-Strahung am Boden. Allerdings ist die UV-Einstrahlung in diesen Breiten und zu dieser Jahreszeit gering. Dort, wohin die Luftmassen des Polarwirbel verschoben wurden, bedeutet das einen UV-Index Anfang März, wie man ihn normalerweise erst Ende März erwarten würde. Extrem hohe UV-Werte wie im Antarktischen Frühling unter dem Ozonloch traten nicht auf.

Die unten stehenden Bilder zeigen als Beispiel die geographische Verteilung des berechneten Ozons (oben) und Ozonverlustes (unten) für den 28. März 2011. Gezeigt ist jeweils die Gesamtsäule zwischen 12 und 22 km Höhe in Dobson-Einheiten (DU).

O3 column

Delta O3 column