Gutes Ozon – böses Ozon zon Stratosphäre Tropopause zon Troposphäre
Die Atmosphäre
Ozon in der Atmosphäre
UV-Strahlung
Verteilung der Strahlenflussdichte der Sonne in Bodennähe Wellenlänge (l, nm) Bezeichnung Anteil (%) 100 - 280 UV-C 280 – 320 UV-B 0.5 320 – 400 UV-A 5.3 400 – 800 VIS 51.18 > 800 Infrarot 42.1
Energieflüsse
Das Ozonproblem ... ist äusserst komplex !
Der Chapman-Zyklus (1930) M UV-C O2 O3 O2 O O3 UV-A/B
Wie Ozon entsteht
Gegenseitige Regulation UV-Einstrahlung steigt Ozonkonzentration sinkt Ozonkonzentration steigt UV-Einstrahlung sinkt
Das Gleichgewicht wird gestört Fluorchlorkohlenwasserstoff = FCKW CFCl3 UV CFCl2 + Cl O3 + Cl O2 + OCl OCl + O O2 + Cl
Als Kreislauf dargestellt O
Die ClOx-Kettenreaktion OH HCl + O2
Die HOx-Kettenreaktion
Die NOx-Kettenreaktion NO kann auch direkt aus Flugzeugabgasen entstehen. Die Reaktionen sind die gleichen wie beim bodennahen Ozon. O NO2 O2
Der Beitrag der einzelnen Zyklen zum stratosphärischen Ozonabbau
Das Ozonloch
Definition Von einem Ozonloch spricht man immer dann, wenn die Ozondichten unter einen Wert von 220 Dobson Units (DU) absinken. 1 Dobson-Einheit entspricht der Ozon-Schichtdicke von 10-2 mm (Normbedingungen)
Stratosphärenwolken über der Arktis
Prozesse die zum Ozonloch führen Stabiler Zirkumpolarwirbel Temperaturen unter -80 °C Bedingungen: Polarnacht
Der Ozonabbau in der unteren Stratosphäre Ozonloch Reservoirgase ClONO2 + HCl HNO3 + Cl2 2 Cl Lichtempfindlich 2 O3 2 O2 2 ClO (ClO)2 2 Cl + O2
Der Ozonabbau in der unteren Stratosphäre Ozonloch Reservoirgase ClONO2 + H2O HNO3 + HOCl OH + Cl Lichtempfindlich 2 O3 2 O2 2 ClO (ClO)2 2 Cl + O2
Prozesse die zum Ozonloch führen Bedingungen: Stabiler Zirkumpolarwirbel Temperaturen unter -80 °C Folgen: Denitrifikation (NOx zu HNO3; an den Kristallen adsorbiert, sinken ab in Troposphäre). Freisetzung von aktiver Chlorspezies (Cl2, HOCl) aus ClONO2 an den Kristalloberflächen; verbleiben in Ozonschicht. Schnelle Ozonzerstörung, sobald die Sonne scheint
Der Effekt der Störung
Das Ozonloch 1 Dobson-Einheit entspricht der Ozon-Schichtdicke von 10-2 mm (Normbedingungen)
Das Ozonloch Höhenprofil des Ozonlochs
Einfluss des Treibhauseffekts auf die Denitrifikation
Der Treibhauseffekt
Ozonloch über Arosa!
Ozonabnahme über der Nordhalbkugel
Der Mensch greift ein Fluorchlorkohlenwasserstoff = FCKW CnClxFyH(2n+2-x-y)
Emission von FCKW 1900 – 2010 (t/a)
FCKW-Problematik
Emission von FCKW 1900 – 2010 (t/a)
Überlebensdauer, Ozonpotential und Treibhauspotential einiger FCKW und HFCKW
Kleiderschutz
Strämu-Prognose
Hautkrebs
Schäden durch UV-Strahlung