Sommersmog
Hintergrundinformation
Ozon in der Atmosphäre

Quelle: Umweltbundesamt Stand Juni 2002

 

Ozon ist eine Verbindung, die aus drei Sauerstoffatomen besteht („normaler“ molekularer Sauerstoff – O2 – ist zweiatomig). Die chemische Formel lautet: O3. Ozon entsteht durch die Reaktion von molekularem Sauerstoff mit atomarem. Es ist chemisch sehr reaktiv, greift also viele andere Stoffe an und kann deshalb Menschen, Pflanzen und Materialien (zum Beispiel Kunststoffe und Metalle) schädigen. Darüber hinaus ist Ozon ein Treibhausgas, trägt daher zur Erwärmung der Erdatmosphäre bei.

Ozon spielt in der Erdatmosphäre eine Doppelrolle:

•In den Luftschichten oberhalb von etwa zehn Kilometern (der Stratosphäre) befindet sich mit über 90 % der Hauptanteil dieses Gases. Das Ozon hat dort die lebenswichtige Funktion eines Filters gegen den schädlichen ultravioletten Anteil der Sonnenstrahlung (UV-B und UV-C). In dieser Luftschicht wird Ozon unter anderem durch Chlor und Brom abgebaut. Sie stammen von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW), Halonen und anderen halogenhaltigen Stoffen, die überwiegend vom Menschen hergestellt und freigesetzt werden. Im „Montreal Protokoll“ von 1987 und folgenden internationalen Konferenzen sind weltweite Vereinbarungen getroffen worden, um den Ausstoß dieser Stoffe zu verringern. Seit Ende 1995 dürfen weltweit keine FCKW mehr hergestellt und verwendet werden (Ausnahmen gelten für weniger entwickelte Länder). Trotzdem hat sich der Abbau des stratosphärischen Ozons bis Ende des 20. Jahrhunderts noch verstärkt, da diese langlebigen, ozonabbauenden Gase auch weiterhin freigesetzt werden und mit einer erheblichen Zeitverzögerung in die Stratosphäre aufsteigen. Der stärkste Ozonabbau (über 50 %) wird über der Antarktis im Zeitraum von September bis November, dem antarktischen Frühling, beobachtet (das sog. Ozonloch). In unseren Breiten findet ein verstärkter Abbau in den Winter- und Frühjahrsmonaten statt. Während des Zeitraums von 1968 bis 1992 betrug der Ozonrückgang über Europa im Durchschnitt drei Prozent pro Jahrzehnt. Dieser Trend hatte sich seit Ende der siebziger Jahre verschärft. Derzeit wird ein Ozonrückgang von fünf Prozent pro Jahrzehnt erwartet. Dies machen auch Ergebnisse aus Messungen des Deutschen Wetterdienstes im Süden Deutschlands deutlich.

•In den unteren Luftschichten bis zehn Kilometer Höhe (der Troposphäre) gibt es einen Sockelanteil natürlich vorhandenen Ozons. Zusätzliches Ozon bildet sich durch komplexe photochemische Reaktionen von Sauerstoff und Luftverunreinigungen – vor allem flüchtigen organischen Verbindungen (englisch: VOC = volatile organic compounds1) und Stickstoffoxiden (NOX), aber auch Kohlenmonoxid (CO) und Methan (CH4) – bei intensiver Sonneneinstrahlung. Diese Luftverunreinigungen stammen zum großen Teil aus menschlicher Tätigkeit. Ozon wird also nicht direkt emittiert und daher als sekundärer Schadstoff bezeichnet. Ozon führt zu Gesundheits- und Umweltschäden (=> Abschnitte 5 und 6).

Zwischen dem „oberen“ (stratosphärischen) und „unteren“ (bodennahen) Ozon gibt es nur einen eingeschränkten Austausch. Zum einen verläuft ein Gasaustausch zwischen den beiden Luftschichten nur sehr langsam, zum anderen ist die Lebensdauer von Ozon in der unteren Atmosphäre relativ kurz. Wenn keine Neubildung erfolgen kann – also zum Beispiel nach Sonnenuntergang –, nimmt die Ozon-Konzentration in den bodennahen Luftschichten schnell wieder ab.

1In der Umweltberichterstattung zählt das Treibhausgas Methan nicht zu den VOC. Deshalb wird hier die Abkürzung NMVOC verwendet (NM = Nicht-Methan).


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