Loch in OH-Schicht könnte globale Folgen für das Klima haben

Green Radio | Neues Loch in der Atmosphäre über dem Westpazifik

10.04.2014

Das Ozonloch ist bekannt. Nun ist ein weiteres Loch in der Atmosphäre aufgetaucht: tausende Kilometer groß und diesmal in der sog. "OH-Schicht". Wissenschaftler fürchten, es könnte globale Folgen für das Klima haben.

Auf einer der paradiesischen Palau-Inseln im Westpazifik wollen die Wissenschaftler eine Messstation einrichten, um ihre Entdeckung genauer zu untersuchen. Foto: Matt Kiefer/flickr.com/CC BY-SA 2.0 (Ausschnitt)

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Um das Ozonloch macht sich die Welt seit vielen Jahren Sorgen. Jetzt aber haben Wissenschaftler noch ein anderes Loch in der Atmosphäre entdeckt: Es erstreckt sich über mehrere tausend Kilometer und befindet sich über dem tropischen Westpazifik, also östlich von den Philippinen. Dieses Mal ist nicht die Ozonschicht das Problem, sondern die so genannte „OH-Schicht“. Das OH-Radikal (Hydroxyl-Radikal) dient dazu, die Atmosphäre von diversen chemischen Substanzen zu bereinigen.

 

Westpazifik als Schlüsselregion für die globale Atmosphäre

Dass die OH-Schicht ausgerechnet über dem Westpazifik ein Loch aufweist, ist brisant – denn die Region ist entscheidend dafür, wie sich die Luftmassen in höheren Schichten rund um den Erdball zusammensetzen. Die Entdeckung des OH-Lochs könnte auch helfen zu erklären, warum die globale Erwärmung seit einiger Zeit stagniert.

Entdeckt haben das OH-Loch Wissenschaftler um den Potsdamer Atmosphären-Physiker Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung. In Green Radio erklärt Rex die Entstehung und mögliche globale Folgen des OH-Lochs.


Der Beitrag zum Nachlesen:

OH-Moleküle sind eine Art Waschmittel der Atmosphäre. Sie beseitigen diverse chemische Substanzen, die aus der Erdoberfläche, aus Meeren und Wäldern, aus Kraftwerken und Schornsteinen entweichen, erklärt Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Potsdam:

Das ist alles ein Mix aus chemischen Substanzen, die von diesen Ökosystemen in die Luft rausgelassen werden und die normalerweise nicht sehr weit kommen. Denn sie reagieren fast alle mit OH, gehen dabei kaputt, werden in wasserlösliche Substanzen überführt, und die werden ausgewaschen. Und das ist die große Rolle, die dieses OH-Molekül in der Atmosphäre spielt. – Markus Rex

OH-Moleküle finden sich in der Schicht von 0 bis 15 Kilometern Höhe. Sie bereinigen also die Luftmassen schon unten, wo die vielen verschiedenen Substanzen entweichen. Es gibt überhaupt nur wenige Regionen der Erde, wo Luftmassen in höhere Schichten aufsteigen können, also in die Stratosphäre bei etwa 15 bis 45 Kilometern. Der weltweit wichtigste Fahrstuhl in die Stratosphäre befindet sich über dem Westpazifik.

Wenn man jedes einzelne Luftpaket in der Stratosphäre fragt, wo kommst du her, dann sagen etwa 70 Prozent der Luftpakete, ich bin im tropischen Westpazifik in die Stratosphäre aufgestiegen. Und deswegen müssen wir die Zusammensetzung der Luft gerade in dieser Weltregion gut verstehen, damit wir die Zusammensetzung der globalen Stratosphäre verstehen können. – Markus Rex

Deshalb hat Markus Rex mit seinen Kollegen die Luft über dem Westpazifik genauer untersucht. Zu seiner großen Überraschung fand er dort kaum OH. Dabei wäre gerade dort die reinigende Funktion der OH-Moleküle besonders wichtig. Denn was von dort einmal in die Stratosphäre aufsteigt, breitet sich hoch oben ungehindert rund um den Globus aus.

Emissionen von chemischen Substanzen, die nur hier unten an der Erdoberfläche in die Atmosphäre hereinkommen, entfalten in der Regel keinen globalen Effekt, sondern können die Luftqualität und das Klimageschehen vor Ort beeinflussen. Aber wenn sie bis in Stratosphäre aufsteigen, dann verbleiben die Substanzen dort oben für Jahre, verteilen sich global und beeinflussen auch die Zusammensetzung der Luft über unserem eigenen Kopf hier in Mitteleuropa und entfalten auch eine Klimawirkung auf der globalen Skala. – Markus Rex

Derzeit geht Markus Rex davon aus, dass das OH-Loch auf natürliche Weise entstanden ist. Denn die Forscher fanden über dem Westpazifik auch kein Ozon, jedenfalls nicht in der unteren Schicht. Das könnte daran liegen, dass sich die Luft auf dem weiten Weg über den Pazifik gereinigt hat; Überreste von Abgasen und sonstigen Stickoxid-Verbindungen sind unterwegs verloren gegangen. Ohne diese Stickoxide aber kann sich kein Ozon bilden, und ohne Ozon wiederum nicht das Waschmittel-Molekül OH.

Dass wir ausgerechnet in der Weltregion, wo ein Großteil der Luftmassen in die Stratosphäre eingetragen wird, ein Loch in dieser Waschmittelschicht haben, bedeutet natürlich, dass ein größerer Anteil der ganzen Ausdünstungen in der Erdoberfläche bis in die Stratosphäre gelangen können, als wir das bisher verstanden haben. Und das betrifft eben insbesondere Emissionen im südostasiatischen Bereich, von Ländern wie Philippinen, Malaysia, China. In dieser Region, alles was dort in die Atmosphäre entlassen wird, hat eine größere Chance bis in die Stratosphäre aufzusteigen und dann einen globalen Effekt zu entfalten. – Markus Rex

Eine besondere Rolle könnte zum Beispiel Schwefeldioxid spielen. Es entweicht aus vielen Kraftwerken in Südostasien, weil sie noch keine Filter dafür haben. Ohne die OH-Schicht kann das Schwefeldioxid ungehindert in die Stratosphäre gelangen,

dann da oben Schwefelsäure bilden, welches da oben in der Stratosphäre nicht mehr ausgewaschen werden kann, denn da regnet es nicht. Und diese Schwefelsäure-Tröpfchen verbleiben dann über Jahre in der Stratosphäre und bilden einen leichten Aerosol-Schleier über den gesamten Globus. Und das hat eine große Klima-Wirkung.

Allerdings hat der Aerosol-Schleier auf den ersten Blick einen wünschenswerten Effekt: Er reflektiert einen Teil der Sonnenenergie – auf der Erde wird es also tendenziell kühler. Das könnte erklären, warum die globale Erwärmung im vergangenen Jahrzehnt eine Pause eingelegt hat – der Beweis steht aber noch aus. Langfristig überwiegen dennoch die Gefahren dieser Entwicklung, glaubt Atmosphären-Forscher Rex:

Wir wissen zwar, dass es global abkühlend wirkt, aber wie viel Regen es mehr oder weniger über einer bestimmten Weltregion gibt und wie sich die Sturmintensität über dem Nordatlanik dadurch verändert, das wissen wir alles nicht. Deswegen sollte man keinesfalls jetzt herangehen, dort absichtlich mit den Schwefelemissionen und mit der Aerosolschicht in der Stratosphäre herumzuspielen, um zu versuchen, diesem Klima-Effekt entgegenzuwirken. – Markus Rex

Die jüngsten Entdeckungen von Markus Rex und seinen Kollegen unterstreichen, dass das globale Klima äußerst komplex ist. Vor allem die genauen Abläufe in den höheren Luftschichten sind noch unklar. Deshalb wollen die Forscher demnächst eine neue Messstation im Westpazifik aufbauen – die Untersuchungen dort stehen also erst ganz am Anfang.