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Ozonloch


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Als Ozonloch wird die geographisch abgegrenzte Abnahme der Ozonschicht bezeichnet die seit Ende der 1970er Jahre zunächst nur über der Südpolarregion später auch über der Nordpolarregion beobachtet wird. Die Ozonschicht ist ein der Stratosphäre in 12 - 50 km Höhe der unter Einwirkung der energiereichen ultravioletten Strahlung der Sonne Sauerstoff (O 2 ) in Ozon (O 3 ) umgewandelt wird. Der Grund für den sind gasförmige Halogenverbindungen wie die als Treibgas oder Gefriermittel eingesetzten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW's) die in die Stratosphäre gelangen

Größte Ausdehnung des antarktischen Ozonlochs (6. September NASA GSFC)

Inhaltsverzeichnis

Details

Während in der Troposphäre die Temperatur mit zunehmender Höhe abnimmt sie in der Stratosphäre aufgrund der Absorption von Sonnenstrahlung durch Ozon ab einer von 20 - 25 km wieder an. diese Temperaturschichtung an der Tropopause können sich troposphärische und stratosphärische Luft nicht durchmischen. Da das Wetter - wie Wolkenbildung und Regen - ein Phänomen der Troposphäre ist werden einmal in Stratosphäre gelangte Stoffe nur schwer wieder aus entfernt.

Unter dem Einfluss der (nur relativ UV-B-Strahlung werden freie Radikale gebildet. Zunächst wird ein Ozonmolekül in einzelnes Sauerstoffatom und ein zweiatomiges Sauerstoffmolekül gespalten:

O 3 + Licht → O 2 + O

Sind FCKWs anwesend können katalytische Zyklen ablaufen die nach dem Schema

X + O 3 → XO + O 2
XO + O → X + O 2

funktionieren. Das X ist der Katalysator der bei den Reaktionen gleichsam wiedergewonnen X kann zum Beispiel sein Chlor Cl Br oder Stickstoffmonoxid NO. Chlor wird zum aus Fluorchlorkohlenwasserstoffen durch Sonneneinstrahlung abgespalten:

CH 3 Cl + Licht → CH 3 + Cl

Ein Chlorradikal kann den katalytischen Zyklus Male durchlaufen und dabei bis zu 100.000 zerstören. Der Zyklus kann nur abgebrochen werden zwei Radikale miteinander reagieren und so genannte bilden:

ClO + ClO → Cl 2 + O 2 oder
ClO + NO 2 → ClONO 2

Unter den besonderen Bedingungen der Polarnacht d.h. Finsternis und sehr tiefe Temperaturen sich die Reservoirspezies zu beachtlichen Konzentrationen ansammeln. die Kälte können sich einige Substanzen in Stratosphäre verflüssigen und sogar gefrieren es entstehen Polare Stratosphärenwolken (Polar Stratospheric Clouds PSC) die für Entstehung des Ozonlochs von großer Bedeutung sind. den Kristallen der PSCs laufen Reaktionen ab denen Stickstoffoxide aus der Luft in die übergehen so dass nur die weitaus agressiveren in der Luft bleiben:

ClONO 2 (g) + H 2 O (s) → HOCl (g) + HNO 3 (s) .
(g bedeutet gasförmig s (von solid) fest)

Wenn zum Ende der Polarnacht die aufgeht werden diese Chlorverbindungen vom Licht gespalten es stehen plötzlich sehr viele freie Chlorradikale Verfügung die Ozonmoleküle zerstören können. Erst nach nach verdampfen die PSCs und bringen die zurück in die Luft die mit den neue Reservoirspezies bilden können und so den dämpfen.

Der Grund warum das Ozonloch am so viel stärker ist als am Nordpol in der Form des Antarktischen Kontinents begründet. In der Polarnacht wenn Sonnenstrahlung auf die Erde fällt bildet sich Kaltluftgebiet der so genannte Polarwirbel. Da der Kontinent im wesentlichen rund ist und kaum Gebirge aufweist wird der Polarwirbel an seinen auch nur wenig gestört und in seinem können sehr tiefe Temperaturen erreicht werden (bis 188K das entspricht -85°C). Am Nordpol sind Verhältnisse insofern anders als dass der entstehende durch die Überströmung der Gebirge der hohen Breiten gestört wird. Es wird wärmere Luft und deshalb können die Temperaturen nie soweit wie nötig damit PSCs entstehen können. Ohne können aber die Stickstoffverbindungen nicht aus der entfernt werden und der Ozonabbau bei Sonnenaufgang wesentlich gedämpft.

Folgen

Wegen der Zerstörung der Ozonschicht gelangt UV-Licht auf die Erdoberfläche was beim Menschen Hautschäden bis hin zum Hautkrebs führen kann. Bei fehlender Ozonschicht droht die Erblindung innerhalb weniger Stunden. Mittlerweile wird die Ausdünnung der Ozonschicht durch Satellitenüberwachung gemessen.

Diskussion

Die von einigen Kreisen vorgebrachte Meinung durch natürliche Vorgänge so durch Vulkanausbrüche größere an Halogen-Verbindungen in die Stratosphäre gelangen ist und noch nicht schlüssig nachgewiesen.

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