Wie viel ozonschädliches Brom steckt in der Stratosphäre?

Brom ist neben Chlor Hauptverursacher des Ozonlochs. Ein Ballon soll nun helfen, Fragen zur Menge und Schädlichkeit von Brom in der Stratosphäre zu klären.

Die Ozonschicht schützt die Biosphäre vor ultravioletter Strahlung und ist für den Menschen lebenswichtig. Mit Beginn der 1980er Jahre wurde das Ozonloch entdeckt, eine starke Ausdünnung der Ozonschicht, die sich in der Stratosphäre in einer Höhe von 15 bis 30 Kilometern befindet. Vor allem die Emission von chlor-, fluor- und bromhaltigen Substanzen durch menschliche Aktivitäten haben zu einer Ausdünnung der Ozonschicht geführt. 

Dank des Montrealer Protokolls über die Reduzierung der Produktion Ozon-schädlicher Stoffe, das 1989 in Kraft trat, nimmt die Gesamtmenge von Chlor in der Stratosphäre seit den 1990er-Jahren ab. Die Gesamtmenge von Brom hingegen hat erst vor einigen Jahren ihr Maximum erreicht und beginnt nun langsam zu sinken. Dadurch hat die relative Ozongefährlichkeit von Brom gegenüber Chlor noch zugenommen. Die Menge von Brom in der Stratosphäre sowie wichtige Details seiner Photochemie sind bis jetzt weniger gut als bei Chlor erforscht.

Eine Anfang September 2014 vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gestartete Messkampagne soll die Menge von Brom in der Stratosphäre und dessen Auswirkungen auf die Ozonschicht klären. Hierfür wurde ein Ballon, dessen Gondel eine einzigartige Kombination von Fernerkundungsinstrumenten beherbergt, gestartet und blieb 19 Stunden in der Luft.

Der in Timmins (Ontario/Kanada) gestartete Ballon ist rund 400.000 Kubikmeter groß, trägt eine Nutzlast von rund 760 Kilogramm und steigt bis nahezu 40 Kilometer Höhe auf. Die Gondel beherbergt drei komplexe Fernerkundungsinstrumente, die einen breiten Teil des elektromagnetischen Spektrums abdecken und sich bei der Messung stratosphärischer Substanzen ideal ergänzen: das Infrarot-Spektrometer MIPAS-B des KIT-Instituts für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMK-ASF), das Fernes-Infrarot-/Sub-mm-Spektrometer TELIS des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das UV-/vis-Spektrometer mini-DOAS der Universität Heidelberg. 

„Neben Temperatur und Wolkenparametern kann diese weltweit einzigartige Kombination von Instrumenten rund 40 ozon-und klimarelevante Spurengase simultan messen“, erklärt der Leiter der Kampagne, Hermann Oelhaf vom IMK-ASF des KIT. 

Primäres Ziel der weltweit einzigartigen Messungen ist die genaue höhenabhängige Erfassung der Bilanz des reaktiven Broms in der Stratosphäre samt der wichtigsten Verbindungen der Bromfamilie, besonders BrO und BrONO2. Darüber hinaus untersuchen die Forscher, wie realistisch die verfügbaren numerischen Modelle die Bromchemie simulieren und wie zuverlässig die im Labor gemessenen Reaktionskonstanten bei allen für Brom wichtigen Reaktionen sind.

Text:
Pressemitteilung Karlsruher Institut für Technologie /
Karl Dzuba, Wissensplattform Erde und Umwelt

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