Ozon und atmosphare

Zerstörung der Ozonschicht Was ist die Atmosphäre Photographien der Erde, die von einem Raumschiff aus aufgenommen wurden, zeigen einen dünnen blauen Saum am Rande des Planeten. Diese Schicht ist die Atmosphäre, deren dichterer Teil nur ca. 100 km dick ist und deren Ausläufer oberhalb von 600 km kaum noch vorhanden sind. Im Vergleich zum Durchmesser der Erde von ca. 12.600 km handelt es sich also bei der Atmosphäre nur um eine hauchdünne Hülle.

Ohne diese Lufthülle wäre Leben auf der Erde völlig unmöglich. Die Atmosphäre dient in vielfältiger Weise als Schutzschicht. Ohne sie wäre z.b. die mittlere Jahrestemperatur nicht +15 °C, sondern eher -15 °C. Der natürliche Treibhauseffekt der Atmosphäre ist für die Anhebung der Temperatur und für die Einhaltung eines Temperaturgleichgewichtes um 15 °C verantwortlich.

Ohne eine Atmosphäre gäbe es keine Ozeane, die - wenn sie sich überhaupt hätten formen können - schon früh eingefroren wären. Und ohne sie würde die Erdoberfläche durch die energiereiche UV-Strahlung der Sonne so bombardiert, daß sich Lebensformen auf dem Festland nie hätten entwickeln können. Aufbau der Atmosphäre Die stockwerkartige Struktur der Atmosphäre ist in der obenstehenden Grafik schematisch dargestellt. Sie ist unterteilt in: . die Troposphäre 0 bis ca. zwischen 12 und 18 km . die Stratosphäre zwischen ca. 15 und 50 km . die Mesosphäre ca.

50 bis 100 km . die Thermosphäre 100 bis mehrere hundert km . die Exosphäre oberhalb der Thermosphäre Jeder dieser Atmosphärenbereiche zeichnet sich durch spezifische Eigenschaften aus. Die Exosphäre zum Beispiel ist der unscharfe Übergangsbereich zwischen Atmosphäre und Weltraum, für den sich eine obere Grenze nicht angeben läßt. In der Thermosphäre - und etwas tiefer - treten u.a. die Polarlichter auf. Die Mesosphäre enthält eine Schicht von Natrium-Atomen, die durch hier verglühende Meteoriten dort deponiert werden.

An der oberen Grenze der Mesosphäre beginnt für Raumschiffe die Rückkehr in die dichtere Atmosphäre. In der Stratosphäre befindet sich die Ozonschicht. Und in der Troposphäre schließlich läuft das den Menschen bewußt werdende Wettergeschehen ab. Das Geschehen überhalb der Troposphäre wird vom Menschen nicht wahrgenommen. Die Einteilung in diese "Sphären" richtet sich nach dem Temperaturverlauf in der Atmosphäre und den dadurch bedingten unterschiedlichen dynamischen Eigenschaften der verschiedenen Höhenbereiche. Deshalb ist diese Einteilung also nicht willkürlich.

Was und wo ist die Ozonschicht Seit etwa einer Milliarden Jahre hat die irdische Atmosphäre etwa die gleiche Struktur, wie sie heute vorliegt. Davor hat es mehrere (sogenannte primordinale) Entwicklungsstufen gegeben. An deren Ende wurde durch das Auftreten von maretimen Lebensformen Sauerstoff gebildet und in die Atmosphäre abgegeben. Aus dem molekularen Sauerstoff wurde unter Einwirkung der UV-Strahlung der Sonne Ozon gebildet. Fast das gesamte atmosphärische Ozon ist in der Stratosphäre unterhalb ca. 35 km zu finden.

Es konzentriert sich in einer Schicht mit einem Maximum der Ozondichte bei ca. 20 bis 25 km, je nach geographischer Lage über der Erde. Die Ozonschicht endet relativ abrupt unterhalb von etwa 10 bis 15 km. Die Menge des Ozons in der Atmosphäre (inklusive eines sehr geringen Anteils troposphärischen Ozons) wird in Dobson-Einheiten oder matm-cm angegeben. Eine Dobson Einheit (DU) entspricht einer Schichtdicke von 0,01 mm Ozon bei einem Normaldruck von 1013 hPa und einer Temperatur von 15 Grad Celsius. Die Zerstörung der Ozonschicht Verantwortlich für den Abbau der lebenserhaltenden Ozonschicht sind die Fluorchlorkohlenwasserstoffe, kurz FCKW.

Dies sind Kohlenwasserstoffverbindungen, in denen Wasserstoffatome vollständig oder teilweise durch Fluor- oder Chloratome ersetzt sind. FCKW sind extrem stabil und reaktionsträge. In dieser Trägheit liegt zugleich ihr "Unheil": Ohne mit anderen Stoffen zu reagieren, erreichen die FCKW die Stratosphäre und zerstören dort die Ozonschicht. Kohlenwasserstoffverbindungen, bei denen nicht alle Wasserstoffatome durch die Halogene Chlor oder Fluor ersetzt sind, werden als teilhalogenierte FCKW (H- FCKW) bezeichnet. H-FCKW sind in der Atmosphäre nicht so stabil wie vollhalogenierte FCKW. Sie reagieren leichter mit anderen Stoffen und gelangen daher nur zum Teil in die Ozonschicht.

H-FCKW tragen deshalb wesentlich weniger zur Ausdünnung der Ozonschicht bei. Allerdings sind H-FCKW, wie beispielsweise auch FCKW, Kohlendioxid, Methan und Lachgas, am Treibhauseffekt beteiligt. Andere chemische Verwandte der FCKW sind die Halone. Halone enthalten neben Fluor auch Brom und teilweise Chlor. Sie können drei- bis zehnmal soviel Ozon zerstören wie FCKW. Durch die Strahlung der Sonne werden die Chloratome von den FCKW-Molekülen abgespaltet.

Die freien Chloratome zerstören die Ozon-Moleküle. Nach dieser Reaktion entsteht immer wieder ein Chloratom, das erneut Ozon-Moleküle angreift. Auf diese Weise kann ein einziges Chloratom bis zu 100.000 Ozon-Moleküle zerstören. Dieser Prozeß läuft immer und immer wieder ab. Er kommt erst dann zum Stillstand, wenn das Chloratom andere Reaktionspartner findet, die es binden und so aus dem Kreislauf schleusen.

Gegenmaßnahmen Durch das Maß der globalen Bedrohung der Umwelt wächst das Bewusstsein der Dringlichkeit eines gemeinsamen Einschreitens. Jedoch machen es verschiedene Faktoren schwierig: Die Emissionen sind meist unsichtbar Schwierigkeiten im Nachweiß der Folgen Erstes Problem war die Concorde Ende der 60iger Jahre. Wissenschaftler sprachen sich gegen die Überschallflüge aus, da sie Zusammenhänge mit dem Ozonproblem erkannten. Der Rückgang an FCKW ist mittlerweile erfreulicherweise schon festzustellen. Auch wurden immer bessere Kraftstoffsysteme und umweltfreundlichere Technik entwickelt. Das muss jedoch Jahrzehnte anhalten bevor eine Erholung der Ozonschicht möglich ist.

Wiekann jeder einzelne zum Schutz der Ozonschicht beitragen? - Bei kurzen Strecken sollte lieber auf das Auto verzichtet werden. - Fahrgemeinschaften bilden - Öffentliche Verkehrsmittel benutzen - Altfahrzeuge mit Katalysator und Verdunstungsfilter nachrüsten. - Wasserlösliche Farbe, Lacke und Reinigungsmittel, die (fast) keine organischen Lösungsmittel enthalten, sollten benutzt werden. - Es sollten nur Neuwagen gekauft werden, die bei allen Schadstoffen der US-Norm genügen - Energie sparen

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