FCKW-Konzentration steigt langsamer an

News: FCKW-Konzentration steigt langsamer an

Nachdem bekannt wurde, daß Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) mit dafür verantwortlich sind, daß die Ozonschicht in der Stratosphäre schwindet, ist deren Produktion und Einsatz weltweit gedrosselt worden. Anhand einer Meßreihe, die 20 Jahre zurückreicht, läßt sich der erste Erfolg dieser Maßnahmen erkennen: Die FCKW-Konzentration nimmt jetzt langsamer zu als früher.

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 anthropogenen Quellen stammen. Andreas Engel und Ulrich Schmidt vom Institut für Meteorologie und Geophysik der Johann Wolfgang Goethe-Universität sowie Daniel McKenna vom Forschungszentrum Jülich berichten nun erstmals in Geophysical Research Letters vom 1. September 1998, daß die FCKW-Konzentration in der Stratosphäre nicht mehr so stark ansteigt wie in den Jahren bis 1990. Grundlage ihrer Ergebnisse bilden Messungen von FCKW, die seit 1978 durchgeführt wurden. Hierzu wurden mittels eines ballongetragenen Instruments Luftproben aus verschiedenen Höhen der Stratosphäre gesammelt und im Labor 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 Atmosphärenschicht, 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 Atmosphärenschicht 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. Diese Verlangsamung des Anstiegs wird auf Begrenzungen der Produktion durch das Montrealer Protokoll von 1987 und seinen Ergänzungen zur Verminderung der Emission ozonschädigender Substanzen zurückgeführt.

Ob dieser Trend auch in der Stratosphäre stattfindet, konnten die Wissenschaftler 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 einen Trend zu ermitteln, benutzten Engel und Schmidt Lachgas (N₂O) als Referenzgas. Dieses ist eines der wichtigsten Spurengase in der Stratosphäre 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 – 15 km Höhe) ergibt eine Anstiegsrate von 18,5 (+/- 1,5) ppt pro Jahr für den Zeitraum 1978-1990. Für die Jahre 1990 bis 1997 ermittelten die Atmosphärenforscher nur einen Anstieg von 11,9 (+/- 4,2) ppt pro Jahr. In etwa 19 km Höhe wurde eine – allerdings nicht signifikante – Verlangsamung des Anstiegs 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 langsamen Abnahme der Chlorbelastung der Stratosphäre ist erst zu Beginn des kommenden Jahrzehnts zu rechnen.