Arktisches Ozonloch beeinflusst Wetter auf der Nordhalbkugel

Nach dem Ausdünnen der Ozonschicht über der Arktis wurden auf der gesamten Nordhalbkugel Wetteranomalien festgestellt. Forschende fanden nun heraus, dass diese nicht nur klimabedingt auftraten – sondern unmittelbar vom Ozonloch bedingt wurden.

Von Insa Germerott
Veröffentlicht am 11. Juli 2022, 11:43 MESZ
3D-Darstellung der Ozonschicht und der Temperaturveränderungen über der Arktis.

Über der Arktis schwindet die Ozonschicht: Das sorgt für Wetteranomalien – auch bei uns in Europa.

Foto von DLR/BIRA/ESA

Frühjahr 2020: Die Periode von März bis Mai stellte sich als ungewöhnlich warm und viel zu trocken für mitteleuropäische Verhältnisse heraus, berichtete der Deutsche Wetterdienst. 0,7 Grad lag der deutsche Frühling 2020 über dem Durchschnitt der Messungen vergangener Jahre. Gleichzeitig sprachen Forschende in polaren Regionen von überdurchschnittlich nassem Wetter in besagtem Frühjahr. 

Schuld an diesen Wetteranomalien könnte laut Forschenden der ETH Zürich nicht nur der Klimawandel sein – sondern vor allem ein arktisches Ozonloch. Denn nicht nur in der Antarktis kommt es zum drastischen Ozonschwund, auch am Nordpol konnte in den letzten Jahren eine Ausdünnung der Ozonschicht beobachtet werden – so beispielsweise 2011 und 2020. 2020 kam es folgend zu den ungewöhnlichen Wetterverhältnissen im Frühling. 

Ob ein Zusammenhang zwischen der Ozonzerstörung in der Stratosphäre und den Wetteranomalien besteht, war bislang in der Forschung umstritten. Nun konnten Marina Friedel und ihr Forschungsteam der ETH Zürich im Rahmen einer Studie, die in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde, bestätigen: Ursache der beobachteten Wetteranomalien ist tatsächlich größtenteils das Ozonloch über der Arktis – und nicht der Klimawandel.

Ozonzerstörung über der Arktis
Auch am Nordpol beobachten Forschende immer wieder eine Ausdünnung der Ozonschicht. Die Animation zeigt die Entwicklung im März 2020. Video: beinhaltet Material von Copernicus (2020), bearbeitet von DLR/BIRA/ESA

Wetteranomalien durch Ozonloch?

Am Anfang dieses Phänomens steht zunächst die Entwicklung des Ozonlochs. „Die Ozonzerstörung läuft nur dann ab, wenn es kalt genug und der Polarwirbel in der Stratosphäre – rund 30 bis 50 Kilometer über dem Erdboden – stark ist“, erklärt Friedel. In den Frühjahrsmonaten zerfällt dieser Polarwirbel eigentlich, da das Ozon die UV-Strahlung der Sonne absorbiert und die Stratosphäre erwärmt. Wenn allerdings weniger Ozon vorhanden ist, kühlt sich die Stratosphäre ab und die Stärke des Polarwirbels nimmt zu. 

„Ein starker Polarwirbel erzeugt dann die beobachteten Oberflächeneffekte“, sagt Gabriel Chiodo, Mitautor der Studie. So hat nicht nur der Klimawandel direkte Auswirkungen auf das Wetter – auch das Fehlen von Ozon sorgt für Veränderungen der Temperaturen und der Zirkulation am Nordpol und damit für ungewöhnliche Wetterlagen auf der Nordhalbkugel. 

Überraschend präzise Klimamodelle

Um diesen ursächlichen Zusammenhang nachweisen zu können, simulierten die Forschenden das Szenario mithilfe zweier unterschiedlicher Klimamodelle. Diese berücksichtigten nicht nur physikalische Faktoren, sondern auch den unterschiedlichen Ozongehalt in der Stratosphäre. So rekonstruierten sie das Wetter im Frühjahr der vergangenen 40 Jahre. Ihr Fokus lag dabei auf dem Vergleich ihrer Modelle mit real beobachteten Wetterveränderungen in den Jahren, in denen die arktischen Ozonlöcher aufgetreten sind.

Ihr Ergebnis: Alle Klimamodelle zeigten einen Trend zu Wetteranomalien nach stärkerem arktischen Ozonschwund. Ein kleiner Teil geht dabei auf Klimaveränderungen zurück, die auch ohne Zutun des Ozons zustande gekommen wären. Ein passenderes Szenario der Anomalien bildete allerdings das Wettermodell ab, das die Wechselwirkungen mit dem Ozon einbezog. Es stimmte nahezu perfekt mit den realen Beobachtungsdaten von 2011 und 2020 überein. „Daraus schließen wir, dass das stratosphärische Ozon das Oberflächenklima der Nordhalbkugel aktiv beeinflusst“, so die Forschenden. 

Genauere Wettervorhersagen durch Einbezug des Ozons

Ihre Erkenntnisse könnten in Zukunft dazu dienen, genauere Wetter- und Klimaprognosen erstellen zu können. Gerade für die Landwirtschaft sei es wichtig, eine Vorhersage über anormale Temperaturänderungen zu bekommen, so Chiodo. So könnten Fehlernten künftig besser vermieden werden. 

Durch ozonzerstörende Substanzen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die nach ihrem Verbot 1989 noch bis zu 100 Jahre in unserer Atmosphäre verbleiben, wird der Ozonabbau auch in den kommenden Jahren noch kein Ende finden. „Die FCKW-Konzentration sinkt jedoch stetig, und damit stellt sich die Frage, wie schnell sich die Ozonschicht erholt und wie sich dies auf das Klimasystem auswirkt“, sagt Friedel.

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