Einfluss des Ozonabbaus auf die UV-Belastung

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Das Ozon in der Atmosphäre verhindert, dass die gesamte UV-Strahlung, die von der Sonne abgegeben wird, die so genannte "solare UV-Strahlung", die Erde erreicht. Diese Filterfunktion des Ozons ist stark wellenlängenabhängig: Je kleiner die Wellenlänge der UV-Strahlung, desto weniger erreicht davon die Erde. So passiert die langwellige UV-A-Strahlung mit Wellenlängen von 315 nm bis 400 nm ungehindert die Ozonschicht, während nur noch 10 % der UV-B-Strahlung (Wellenlängen 280 nm bis 315 nm zur Erde gelangen. UV-C-Strahlung (280 nm bis 100 nm) erreicht die Erde gar nicht.

Ändert sich der Ozongehalt in der Atmosphäre, bewirkt dies eine Veränderung des Anteils an UV-B-Strahlung, der die Erde erreicht: Eine kleinere Ozonkonzentration bedeutet eine Erhöhung des UV-B-Anteils. Eine höhere Ozonkonzentration verringert den UV-B-Anteil.

Erhöht sich der UV-B-Anteil, steigt auch die Gesamt-UV-Strahlungsbelastung für die Bevölkerung. Dies bedeutet ein erhöhtes Risiko für UV-bedingte Erkrankungen, insbesondere für UV-bedingte Krebserkrankungen an Auge und Haut.

Schwankungen des Ozongehalts

Etwa 90 % der gesamten Ozonmenge in der Atmosphäre entfallen auf die Stratosphäre, etwa 10 % auf die darunterliegende Troposphäre. Der atmosphärische Gesamtozongehalt unterliegt in unseren Breitengraden jahreszeitlichen, natürlichen Schwankungen mit einem Maximum im Frühjahr und einem Minimum im Herbst.

Zusätzlich können so genannte Niedrig-Ozon-Ereignisse verschiedenen Ursprungs auftreten. Zum einen kann in sehr kalten Wintern über der Arktis ein starker Ozonabbau erfolgen. Die ozonarmen Luftmassen daraus können mit Auflösen des Polarwirbels in gemäßigte Breiten transportiert werden. Das kann dann Ende März/Anfang April für einige wenige Tage zu ungewöhnlich hohen UV-Intensitäten in Deutschland führen. Dies kann den UV-Index vorübergehend um bis zu drei UV-Index-Werte erhöhen. Zum anderen kann auch ein Zustrom ozonarmer Luft aus subtropischen Breiten erfolgen, wodurch ebenfalls für einige Tage in Deutschland UV-Intensitäten auftreten können, die über dem normalerweise erwartbaren Niveau liegen.

Das Bundesamt für Strahlenschutz beobachtet dies genau und warnt über den UV-Newsletter des BfS und Twitter zeitnah.

Der menschgemachte Ozonabbau

Der menschgemachte Ozonabbau ist nicht nur Ursache für das Ozonloch über der Antarktis, sondern führte weltweit zu einer mehr oder minder ausgeprägten Erhöhung des UV-B-Anteils. In den mittleren Breitengraden der Nordhalbkugel – und damit auch für Deutschland – reduzierte sich die stratosphärische Ozonschicht um etwa 3 %. Dies führte zu einem Anstieg der sonnenbrandwirksamen UV-Bestrahlungsstärke um ca. 7 % im Winter/Frühling und um ca. 4 % im Sommer/Herbst.

Inzwischen scheint sich aufgrund der Einhaltung des Montrealer Protokolls die Ozonschicht der Erde zu erholen. Es wird erwartet, dass die Ozonschichtdicke über den mittleren Breitengraden der Nordhalbkugel in den 2030er-Jahren wieder die Werte der 1980er-Jahre erreichen wird. Aber es gibt auch Hinweise, dass Wechselwirkungen zwischen den Treibhausgasen (Stichwort globale Erwärmung, Klimawandel) und den ozonbildenden Prozessen in der Atmosphäre diese Erholung verzögern könnten.