Polarer Ozonabbau

Der starke frühlingshafte Verlust von stratosphärischem Ozon über den Polen, verursacht durch Halogenchemie, die auf polaren Stratosphärenwolken aktiviert wird.

Definition

Der polare Ozonabbau ist die dramatische saisonale Zerstörung von stratosphärischem Ozon in den Polarregionen, angetrieben durch Halogenradikale, die durch heterogene Chemie auf kalten Wolkenpartikeln aktiviert werden.

Scope

Behandelt die Entdeckung des antarktischen Ozonlochs, die Rolle des kalten Polarwirbels, die Bildung polarer Stratosphärenwolken, die heterogenen Reaktionen, die Halogenreservoire in reaktive Formen umwandeln, die katalytischen Chlor- und Bromzyklen, die den schnellen frühlingshaften Ozonverlust antreiben, sowie die interhemisphärischen Unterschiede zwischen dem antarktischen und arktischen Abbau.

Core questions

• Warum tritt im Frühling über den Polen ein starker Ozonverlust auf?
• Wie aktivieren polare Stratosphärenwolken ozonzerstörende Halogene?
• Warum ist das Ozonloch über der Antarktis viel tiefer als über der Arktis?

Key theories

Heterogene Halogenaktivierung

Reaktionen auf polaren Stratosphärenwolkenpartikeln wandeln inerte Chlorreservoire in reaktive Formen um, die bei Rückkehr des Sonnenlichts die katalytische Ozonzerstörung und das Ozonloch antreiben.

Mechanisms

Während des Polarwinters ermöglicht der isolierte, extrem kalte Wirbel die Bildung polarer Stratosphärenwolken. Reaktionen auf diesen Partikeln wandeln Reservoirspezies wie Chlornitrat und Chlorwasserstoff in photolytisch labile molekulare Chlor- und verwandte Verbindungen um. Wenn im Frühling das Sonnenlicht zurückkehrt, werden diese in Chloratome und Chloroxid gespalten, die Ozon durch katalytische Zyklen, einschließlich des Chloroxid-Dimer-Zyklus, zerstören und so das Ozonloch erzeugen. Der arktische Wirbel ist wärmer und weniger stabil, daher ist der Abbau dort milder und variabler.

Clinical relevance

Die Entdeckung und Erklärung des polaren Ozonabbaus war der Motor für das Montrealer Protokoll und bleibt der Maßstab für die Verfolgung der Erholung der Ozonschicht, die das Leben vor ultravioletter Strahlung schützt.

History

Farman, Gardiner und Shanklin berichteten 1985 über das antarktische Ozonloch, und Solomon und Kollegen identifizierten bald heterogene Chemie auf polaren Stratosphärenwolken als dessen Ursache, was durch Flugzeugkampagnen später im Jahrzehnt bestätigt wurde.

Key figures

• Joseph Farman
• Susan Solomon

Seminal works

• farman1985
• solomon1999

Frequently asked questions

Warum ist das Ozonloch über der Antarktis schlimmer als über der Arktis?

Der antarktische Polarwirbel ist kälter, stabiler und isolierter, was umfangreiche polare Stratosphärenwolken und eine anhaltende Halogenaktivierung ermöglicht, während der wärmere, gestörtere arktische Wirbel einen schwächeren, variableren Abbau hervorruft.