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In Australien gilt: SLIP, SLOP, SLAP. Klingt lustig? Ist es aber nicht. Weil Australien so nah am Ozonloch liegt, gelten dort strenge Vorsichtsmassnahmen. Der Spruch 'SLIP, SLOP, SLAP and save your skin' ruft dazu auf sich gruendlich vor der Sonne zu schuetzen. SLIP steht fuer ein T-Shirt, SLOP fuer Sonnenschutzkreme und SLAP fuer einen Hut.

Doch auch in Europa redet man ueber die Abnahme der schuetzenden Ozonschicht.

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Was ist Ozon

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Ozon ist eine besondere Form von Sauerstoff. In einem Molekuel Ozon sind drei Sauerstoffatome miteinander verbunden, deshalb besitzt es die Formel O3.

Sauerstoff: O2 Ozon: O3

Auf- und Abbau von Ozon 90 bis 95 % des in der Atmosphaere vorkommenden Ozons befinden sich in der Stratosphaere in 15 bis 35 km Hoehe. Die stratosphaerische Ozonschicht wird oft das Schutzschild der Erde genannt: Sie filtert die harte solare UV-C-Strahlung fast vollstaedig aus und schwaecht die weniger gefaehrliche UV-B-Strahlung deutlich ab. Die Ausbildung dieser schmalen Schicht haengt von verschiedenen Faktoren ab.

Bildung von Ozon Die Bildung der Ozonschicht haengt zum einen von der Anwesenheit von molekularem Sauerstoff (O2) ab: O2 wird durch gruene Pflanzen im Meer (Phytoplankton) und auf dem Land gebildet, sein Anteil liegt bis in die Mesosphaere bei etwa 21%. Mit zunehmender Hoehe nimmt der Luftdruck und mit ihm auch die Anwesenheit von O2 ab. Der zweite wichtige Faktor fuer die Bildung der Ozonschicht ist die Einwirkung energiereicher UV-Strahlung, die mit dem Eindringen in die Atmosphaere abnimmt. Diese beiden Trends sind gegenlaeufig. Die Ozonproduktion erreicht bei etwa 30 km ein Maximum.Unter normalen Umstaenden ist Sauerstoff ein Molekuel, in welchem zwei Sauerstoffatome miteinander chemisch gebunden sind. Unter der Einwirkung der energiereichen UV-C-Strahlung der Sonne, aber auch bei elektrischen Entladungen, zum Beispiel bei Gewittern, wird das Sauerstoffmolekuel aufgebrochen, dabei entstehen zwei einzelne Sauerstoffatome:

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O2 ---- UV-Licht, elektr. Entladungen ----> 2 O-Atome Bei dieser Reaktion wird die UV- C- Strahlung (fast) vollstaendig absorbiert. Sauerstoffatome sind extrem reaktionsfreudig und verbinden sich mit einem verbleibenden Sauerstoffmolekuel zu einem Molekuel Ozon:

O-Atom + Sauerstoffmolekuel (O2) -----> Ozonmolekuel (O3)

Abbau von Ozon Der Ozonabbau erfolgt in Umkehrung dieses Prozesses: Durch energieaermere UV-B-Strahlung wird Ozon in ein Sauerstoff-Radikal und molekularen Sauerstoff gespalten (O3 -> O + O2). Aber auch andere Spurengase werden durch die UV-Strahlung gespalten, wobei haeufig die sogenannten freien Radikale entstehen, z.B. Cl, H, OH, NO und Br. Diese freien Radikale katalysieren den Ozonabbau, d.h., sie werden bei dieser Reaktion selbst nicht veraendert und koennen ein Vielfaches an Ozonmolekuelen spalten. Die Vorlaeufersubstanzen fuer die freien Radikale sind u.a. Lachgas, Wasserdampf, Methan, Methylchlorid, Methylbromid. Diese Vorlaeufersubstanzen sind teilweise natuerlichen Ursprungs, werden aber auch durch menschliche Aktivitaeten emittiert: Bei der Entstehung von Lachgas und Methan spielt die Landwirtschaft eine wichtige Rolle, Chlor- und Bromradikale stammen zum ueberwiegenden Anteil aus industriell hergestellten FCKW und Halonen.Insgesamt stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen dem Auf- und Abbau von Ozon ein, das Tag-Nacht- und jahreszeitlichen Rhythmen unterliegt. Allerdings verschieben die vom Menschen emittierten Substanzen dieses natuerliche Gleichgewicht immer staerker und tragen so zu einem uebermaessigen Abbau der Ozonschicht bei.

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Ursachen fuer den verstaerkten OzonabbauHome

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Bereits 1974 brachten amerikanische Wissenschaftler die Abnahme der Ozonkonzentration in der Stratosphaere mit dem Gehalt an chlor- und bromhaltigen Verbindungen in der Atmosphaere in Zusammenhang.

Ozonabbauende Substanzen Die Hauptrolle beim Ozonabbau spielen Chlor- und Bromradikale. Z.B. erhoehen Vulkanausbrueche den Ozonabbau: Am Vulkanstaub haften Chlor- und Bromteilchen, die direkt in die Stratosphaere verfrachtet werden und dort ozonzerstoerend wirken. Anthropogene Quelle dieser Radikale sind Halogenverbindungen, deren bekannteste Vertreter die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und die Halone sind. Dank ihrer chemischen Stabilitaet gelangen diese Verbindungen unzersetzt bis in die Stratosphaere, wo sie unter dem Einfluss harter UV-C-Strahlung gespalten werden und Chlor- oder Bromradikale freisetzen.

Rund 80% der Halogenverbindungen in der Atmosphaere sind anthropogenen Ursprungs.Der Mensch zerstoert durch sein ruecksichtsloses Verhalten zur Umwelt die Ozonschicht der Stratosphaere. Wie schon erwaehnt sind die Hauptverursacher fuer den Abbau der lebensnotwendigen

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Ozonschicht die FCKW, die Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Kohlenwasserstoffe sind organische Verbindungen, welche sich aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen zusammensetzen.

Frigen wurde in grossem Umfang als Treibgas in Spraydosen und als Kaeltemittel in Kuehlschraenken eingesetzt.Das Treibgas steigt bis in die Ozonschicht und spaltet dort durch die starke UV-Strahlung Chloratome ab. Diese entreissen dem Ozonmolekuel ein Sauerstoffatom und oxidieren zu Chloroxid: Cl + O3 ---------> ClO + O2 , Chloratom + Ozon -->--> Chloroxid + Sauerstoff Das entstehende Chloroxid zerfaellt danach wieder in ein Chloratom und Sauerstoff. Da das Chlor nach dieser Reaktion wieder unveraendert vorliegt, kann es erneut ein Ozonmolekuel angreifen. Auf diese Weise kann ein einziges Chloratom bis zu 100 000 Ozonmolekuele zerstoeren!


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Die Ausdaennung der Ozonschicht - das "Ozonloch" -wurde erstmals im Jahre 1985 ueber der Antarktis beobachtet. Seit dieser Zeit folgen immer neue Meldungen ueber abnehmende Ozonkonzentrationen. Zuerst betrafen diese Meldungen nur die Suedhalbkugel der Erde, aber in juengster Zeit verringerten sich die Ozonkonzentrationen auch ueber der Nordhalbkugel.Entdeckt wurde das Ozonloch ueber der Antarktis (Suedpol): 1985 schlugen die Forscher Alarm, weil dort die Ozonmenge seit 1977 um ueber 40% abgenommen hatte. Seither nehmen die Tiefstwerte immer mehr ab. Dabei unterliegen die Ozonverluste einem deutlichen Jahresrhythmus: In den Winter- und Fruehjahrsmonaten ist die Ozonkonzentration am geringsten. Nach dem Ende der Polarnacht (September/Oktober) liegen die Ozonwerte unter 100 DU und damit um bis zu 70% unter den vergleichbaren Werten aus dem 70er Jahren. Das Ozon in der unteren Stratosphaere ist dann praktisch vollstaendig zerstoert.


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Ab Ende November steigt die Ozonkonzentration wieder an, weil ozonreiche Luft aus mittleren Breiten zufliesst. Neuere Daten deuten darauf hin, dass das Ozonloch in den letzten Jahren eher laenger angedauert hat. Das Ozonloch ueberdeckt etwa 7% der Oberflaeche der suedlichen Halbkugel.Auch ueber der Nordhalbkugel wird seit Jahren eine zunehmende Ausdaennung der Ozonschicht beobachtet. Im Mittel hat die Ozonkonzentration ueber den mittleren noerdlichen Breiten in den letzten 30 Jahren um 10% abgenommen.


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Klimatologische Beguenstigungen Home

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Klimatologische Gegebenheiten ueber der AntarktisErstmals wurde das Ozonloch ueber der Antarktis entdeckt, doch auch ueber der Arktis (Nordpol) beobachtet man Ozonabnahme. Generell ist der Ozonverlust ueber der Arktis geringer als ueber der Antarktis. Wovon kommt das?Der Ozonabbau in der Antarktis wird durch das Zusammenspiel mehrer Faktoren verursacht, wie sie in dieser Form nur dort anzutreffen sind:Der erste Faktor ist die Kaelte ueber der Antarktis, die zur Bildung stratosphaerischer Wolken (polar stratospheric clouds, PSC) fuehrt. Diese Wolken bestehen aus einzelnen Partikeln, an deren Oberflaeche heterogene chemische Reaktionen ablaufen. Dabei werden Chlormolekuele (Cl2, als Molekuel inaktiv) freigesetzt. Gleichzeitig werden Stickoxide (NOx) in Salpetersaeure (HNO3) uebergefaehrt, die aber in den Partikeln gebunden bleibt. Das verhindert, dass die Salpetersaeure ueber verschiedene chemische Prozesse die Reservoirgase ClONO2 und HCl bilden und damit der Atmosphaere reaktives Chlor entziehen kann. Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Polarwirbel oder antarktische Vortex, ein abgeschlossenes Windsystem, das sich in der Polarnacht aufbaut. Er entsteht durch die spezielle Kontinentalverteilung der Antarktis: ueber der fast kreisfoermigen Landflaeche bestehen relativ konstante Luftdruckverhaeltnisse, so dass kein Austausch mit benachbarten Luftschichten entsteht. In diesem Polarwirbel zirkulieren die Wolken waehrend des gesamten polaren Winters und durch die oben beschriebenen Prozesse kann sich sehr viel Chlor anreichern. Wenn im Fruehjahr die Sonne zurueckkommt, wird das Cl2 in das ozonzerstoerende ClO umgewandelt. Die Folge ist ein lawinenartiger Abbau des Ozons. Mit zunehmender Sonneneinstrahlung kommt dann der Polarwirbel zum Erliegen, so dass waermere und ozonreichere Luftmassen einstroemen koennen. Ausserdem kann nun wieder verstaerkt Ozon gebildet werden.


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Klimatologische Gegebenheiten ueber der Arktis Generell ist der Ozonverlust ueber der Arktis geringer als ueber der Antarktis, weil die Bedingungen fuer den Ozonabbau am Nordpol unguenstiger sind:Die Temperaturen in der Arktis sind um rund 10 Р’В°C hoeher als in der Antarktis. Daher bilden sich weniger Wolken mit kleineren Partikeln, die im Spaetwinter und Fruehjahr schneller verdampfen. Dadurch wird die in den Partikeln gebundene Salpetersaeure freigesetzt, die dann ueber verschiedene chemische Prozesse das Reservoirgas ClONO2 bildet und so der Atmosphaere reaktives Chlor entzieht.Quer liegende hohe Gebirge verhindern einen ortsfesten und stabilen


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Polarwirbel (Vortex).

In diesem instabilen Wirbel wird waehrend der Polarnacht deutlich weniger Chlor angereichert, und die Ozonzerstoerung im Fruehjahr ist merklich geringer als in der Antarktis.Allerdings konnte sich in den vergangenen 10 Jahren - entgegen den Erfahrungen aus den Vorjahren - auch am Nordpol ein stabiler Kaltluftwirbel bilden, der haeufig Richtung Nordeuropa verschoben ist.Als Ursache vermuten Wissenschaftler einen Zusammenhang mit der zunehmenden Erderwaermung, die zu einer Abkuehlung der Stratosphaere faehrt und so die Bildung stratosphaerischer Wolken beguenstigt. Infolgedessen


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konnte der Ozonabbau in den vergangenen Jahren wie ueber dem Suedpol ueber lange Zeit ablaufen und damit gravierende Ausmasse annehmen.


Gefahren

Gefahren durch den Verlust der SchutzschichtHome

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Ohne die Ozonschicht waere ein Leben auf der Erde, wie wir es kennen, gar nicht moeglich.Durch die Ausdaehnung der Ozonschicht gelangt vor allem mehr UV-B-Strahlung auf die Erde. Als Faustregel gilt: Bei wolkenfreiem Himmel fuehrt die Verminderung des Ozons um 1% zu einer Zunahme der UV-B-Strahlung um etwa 1,1%. Der sogenannte Strahlungsvervielfachungsfaktor RAF (radiation amplification factor) betraegt also etwa 1,1. Allerdings steigt die UV-B-Belastung bei sehr starkem Ozonverlust ueberproportional an und der RAF liegt deutlich hoeher als 1,1. Die UV- Strahlung stellt fuer alle Lebewesen eine grosse Bedrohung dar:

-Sie verursacht staerkere Sonnenbraende und Hautkrebs, -sie schaedigt die Augen, foerdert den Grauen Star und kann bis zur Erblindung fuehren, sie schwaecht das Immunsystem, -sie schaedigt die Erbsubstanz, es waere denkbar, dass die Menschen unfruchtbar werden, dass die Krebsrate ansteigt oder dass vermehrt Missbildungen vorkommen. Aufgrund der erhoehten UV-B-Strahlung ist es dringend ratsam, das Sonnenbaden vernuenftig zu gestalten. Im Hochsommer sollten Sonnencremes mit hohem Lichtschutzfaktor und hochwertige Sonnenbrillen verwendet werden.

Auf der schaedlichen Erdhalbkugel haben die Hautkrebserkrankungen und die Augenleiden aufgrund des Ozonlochs bereits dramatisch zugenommen. Eine weitere Gefahr besteht darin, dass die UV-B-Strahlung die Bodenbakterien abtoetet. Der Boden wird unfruchtbar, es folgen Ernteausfaelle.

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Massnahmen

Massnahmen zum Schutz der Ozonschicht

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Nationale und internationale Vereinbarungen- 1985 wurde von den Vereinten Nationen in Wien ein Uebereinkommen zum Schutz der Ozonschicht unterzeichnet.

.- 1987 vereinbarte ein Teil der Mitgliedsstaaten im Montrealer "Protokoll ueber Stoffe, die zu einem Abbau der Ozonschicht fuehren" erste konkrete Massnahmen. Bis zum Jahr 2000 sollten Produktion und Verbrauch von FCKW um 50% reduziert werden. Diese Beschluesse wurden auf den Folgekonferenzen 1990 (London), 1992 (Kopenhagen), 1995 (Wien), 1997 (Kioto) und 1999 (Peking) immer mehr verschaerft.

.- 2000 trat in der EU die ueberarbeitete "Verordnung ueber Stoffe, die zum Abbau der Ozonschicht fuehren" in Kraft. Die Verwendung von vollhalogenierten FCKW und Halonen wird endgueltig untersagt. Einige Ausnahmen fuer "wesentliche Verwendungszwecke" gelten jedoch weiterhin. Methylbromid darf ab 2004 nicht mehr produziert werden.

http://elenkhachatryan.freehomepage.com/catalog.html (1 of 2)30.09.2003 15:36:23

Massnahmen

-In Deutschland wurden Produktion und Gebrauch mit der FCKW-Halon-Verbotsverordnung vom 6.5.1991 geregelt. Diese Verordnung sieht die stufenweise Einfuehrung von weniger schaedlichen Ersatzstoffen vor. So hat Deutschland bereits 1992 die Produktion von Halonen und 1995 die Produktion von FCKW nahezu vollstaendig eingestellt. Die Abnahmerate der ozonschichtschaedigenden Substanzen betraegt allerdings (nur) ca. 1% pro Jahr.

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Die Einheit, in denen die Menge des in der Atmosphaere vorhandenen Ozons angegeben wird, heisst Dobson Unit (DU). Sie wurde nach

dem Pionier der Messtechnik fuer atmosphaerisches Ozon benannt. Die Ozonmenge in Dobson Units ist die gesamte Menge an Ozon,

die man in einer Saeule vorfindet, die aus der Atmosphaere "herausgeschnitten" wurde. Dabei

ist die Saeule so gedacht, als reiche sie vom Erdboden bis zur Oberkante der Atmosphaere. Zur

Angabe der Ozonmenge in DU stellt man sich weiter vor, dass das Ozon in der Saeule so weit nach unten gedrueckt wuerde, bis es sich ueber

dem Erdboden in einer Schicht ansammeln wuerde, in der es unter dem Druck von 1024 mbar, also dem normalen Atmosphaerendruck, stehen

wuerde. Die Hoehe dieser Schicht liefert dann den Zahlenwert fuer die Ozonmenge in DU. Um auf

bequeme Zahlen zu kommen, wurde willkuerlich festgesetzt, dass einer Hoehe der imaginaeren Schicht von einem Millimeter gerade 100 DU entsprechen. Im Mittel kommt Ozon in einer

Konzentration von etwa 330 DU in der Atmosphaere vor. Wuerde man also alles Ozon

ueber unseren Koepfen auf dem Erdboden

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Glossar

ansammeln koennen, wuerde sich ein "Ozon-Ozean" von nur (!) 3,3 mm Hoehe ergeben! Von einem "Ozonloch" spricht man, wenn der Wert

unter 200 DU sinkt. Ab diesem Konzentrationsbereich dringt schaedigende UV-

Strahlung in groesserem MassВё zur Erde.

Die Elemente der 7.Gruppe des Periodensystems:Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br), und das seltenere

Astat (At)Sie bilden mit Metallen Salze, die Halogenide. Das

bekannteste Halogenid ist das Kochsalz (Natriumchlorid, NaCl).

Sind kurzkettige Kohlenwasserstoffe, an welche Halogene gebunden sind. (als Feuerloescher

verwendet).

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ReferenzenOzonloch und Saumagen : {Motivationsfragen der Umweltpolitik} / Micha Hilgers. - Stuttgart ; Leipzig : Hirzel, 1997.Herausforderung Weltklima : {Ozonloch, globale Erwaermung und saurer Regen} / John Firor. Aus dem Engl. uebers. von Joachim Straub. - Heidelberg : Spektrum, Akad. Verl., 1993.Atmosphaere und Umwelt : {chemische Prozesse, menschliche Eingriffe ; Ozon-Schicht, Luftverschmutzung, Smog, saurer Regen} / Peter Fabian. - 4., erw. u. aktualisierte Aufl.. - Berlin ; Heidelberg : Springer, 1992.Treibhauseffekt der Atmosphaere : neue Fakten und Perspektiven / Hermann Flohn . Die Chemie des antarktischen Ozonlochs / Dieter Hans Ehhalt. [Gemeinsame Sitzung der Klasse fuer Geisteswissenschaften und der Klasse fuer Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften - Leo-Brandt-Vortrag - am 27. September 1989 in Duesseldorf]. - Opladen : Westdt. Verl., 1990.Weltklima, Videokassette, 2001.

SuchmaschinenAltaVista Internets originellste Suchmachine.Lycos Der meistbesuchte Informationsanbieter.Yahoo! Mit ueber eine halbe Million Sites in mehr 25,000 Kategorien, Yahoo! ist als Browser und Suchmachine verfuegbar.InfoSeek Neues, benuzerfreundliches GO Network.

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http://www.altavista.com/

http://www.lycos.com/

http://www.yahoo.com/

http://www.infoseek.com/


http://region.hagen.de/OZON/ozon_5.htm http://www.seilnacht.tuttlingen.com/Lexikon/Ozon.htm http://www.chemievorlesung.uni-kiel.de/1992_umweltbelastung/ http://www.wissenschaft.de/wissen http://www.atm.ch.cam.ac.uk http://www-pluto.informatik.uni-oldenburg.de http://www.spiegel.de/wissenschaft/erde http://www.der-gruene-faden.de

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