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Erde+Klima

Ozonkiller als Klimatreiber

FCKW
Treibgase sind auch potente Treibhausgase. (Bild: OSPHOTODESIGN/ iStock)

Fluor- und chlorhaltige Kohlenwasserstoffe (FCKW) sind nicht nur „Ozonkiller“, sie heizen auch dem irdischen Klima ein. Denn sie besitzen die rund 20.000-fache Treibhauswirkung von Kohlendioxid. Wie nun eine Studie belegt, könnten diese ozonabbauenden Substanzen sogar für ein Drittel der weltweiten und die Hälfte der arktischen Erwärmung zwischen 1955 und 2005 verantwortlich gewesen sein. Auch der Schwund des arktischen Meereises geht den Forschern zufolge rund zur Hälfte auf die bis Ende des 20. Jahrhunderts steigenden Treibgasemissionen zurück. Erst in jüngster Zeit ebbt dieser Effekt wieder ab – weil FCKW seit 1987 verboten sind.

Die ozonabbauende Wirkung von FCKW ist seit den 1980er Jahren bekannt – das Aufreißen des Ozonlochs über der Antarktis demonstrierte diesen Effekt nur zu deutlich. Als Folge beschloss die internationale Staatengemeinschaft im Jahr 1987 im Montreal-Protokoll, FCKW und bromhaltige ozonabbauende Substanzen zu verbieten oder ihre Produktion zumindest stark zu reduzieren. Seither erholt sich die irdische Ozonschicht langsam. Doch der Ozonabbau ist nicht die einzige Wirkung, den halogenhaltige Treibgase in der Atmosphäre entfalten – sie besitzen auch eine starke Klimawirkung. „Auch wenn sie weit weniger häufig sind als Kohlendioxid, sind diese ozonabbauenden Substanzen weit stärker“, erklären Lorenzo Polvani von der Columbia University in New York und seine Kollegen. „Chlorfluorkohlenwasserstoffe wie Trichlorfluormethan und Freon-12 haben eine 19.000 und 23.000-fach stärkere Treibhauswirkung als CO2.“ Bei anderen FCKW sei es ähnlich.

Verantwortlich für die Hälfte der Erwärmung und des Eisverlusts in der Arktis

Doch welchen Effekt die noch bis Ende des 20. Jahrhunderts ansteigenden Konzentrationen dieser ozonabbauenden Substanzen auf das Klima hatten, war bislang weitgehend unerforscht. Das haben Polvani und sein Team nun nachgeholt. Für ihre Studie rekonstruierten sie die Klimaentwicklung von 1955 bis 2005 mithilfe zweier komplexer Klimamodelle – CAM5LE und WACCM4. Sie ließen die Simulationen jeweils einmal auf Basis der tatsächlichen, ansteigenden Gehalte der Treibgase in der Atmosphäre ablaufen und einmal mit auf dem Stand von 1955 fixierten FCKW-Werten. Alle anderen Faktoren und Klimadaten waren identisch. Es zeigte sich: In der realistischen Rekonstruktion erhöhte sich die globale Mitteltemperatur in diesem Zeitraum um 0,59 Grad, ohne die ansteigenden FCKW dagegen nur um 0,39 Grad. „Damit sind die ozonabbauenden Substanzen für ein Drittel der globalen Erwärmung in dieser Zeitperiode verantwortlich“, berichten die Forscher.

Noch deutlicher war der Klima-Effekt der FCKW, als die Wissenschaftler nur die Klimaentwicklung der Arktis betrachteten. Dort stiegen die Jahresmitteltemperaturen von 1955 bis 2005 um 1,59 Grad im historischen Modell, aber nur um 0,82 Grad ohne die FCKW-Zunahme. „Damit haben ozonabbauende Substanzen rund die Hälfte zur Oberflächenerwärmung der Arktis in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts beigetragen“, berichten Polvani und sein Team. Ähnlich stark sei der Beitrag zum Meereisverlust der Arktis. Auch dabei konnten sie rund die Hälfte des Eisschwunds auf die FCKW-Emissionen zurückführen. Dieser Einfluss blieb auch dann erhalten, als die Forscher im Gegentest eine Simulation durchführten, in der sich nur die FCKW-Werte änderten, nicht aber der Zustand der Ozonschicht. „Daraus schließen wir, dass die direkte Treibhauswirkung der ozonabbauenden Substanzen und nicht die von ihnen ausgelöste Ausdünnung der Ozonschicht für diesen Effekt verantwortlich ist“, konstatieren die Wissenschaftler.

Montreal-Protokoll war auch ein Klimaschutz-Vertrag

Nach Ansicht von Polvani und seinem Team bestätigen diese Ergebnisse nicht nur, dass FCKW potente Treibhausgase sind, sie enthüllen auch einen doppelten Nutzen des Montreal-Protokolls. Denn das Verbot der langlebigen „Ozonkiller“ mit diesem Vertrag schuf nicht nur die Voraussetzung für die langsame Erholung der Ozonschicht, sondern schränkte auch den Klimaeffekt der FCKW ein. Nachdem deren Konzentrationen in der Atmosphäre Ende des 20. Jahrhunderts einen Peak erreicht hatte, sinken die Werte inzwischen langsam. „Dank des Montreal-Protokolls nimmt der Gehalt dieser Substanzen der Atmosphäre allmählich immer weiter ab“, sagt Polvani. „In den nächsten Jahrzehnten werden sie daher immer weniger zur globalen Erwärmung beitragen – das ist eine gute Nachricht.“ Wenn die Menschheit sich weiter an das FCKW-Verbot hält, könnte dies insbesondere dem Klima der Arktis und dem arktischen Meereis zugutekommen.

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Quelle: Lorenzo Polvani (Earth Institute at Columbia University, New York) et al., Nature Climate Change, doi: 10.1038/s41558-019-0677-4

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