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Thema: Die Schattenseiten des Sonnenscheins – von den zwei Gesichtern des Ozons
Was haben wir in diesem Frühjahr nicht schon an Sonnenschein genießen dürfen?! Allein der April bot uns flächendeckend in und um Deutschland weit mehr Sonnenstunden als im langjährigen Mittel „normal“; regional um Südwesten teilweise fast 200 Prozent!
Lassen wir die Schattenseiten in Form von erheblichem Niederschlagsdefizit, Waldbrandgefahr und Mangel bei der Wurzelbodenversorgung mit lebensnotwendigem Wasser für die aufgehenden Saaten mal kurz außen vor.
Verbunden mit dem reichlichen Sonnenschein von einem oft sogar strahlend blauen Himmel (das Wort „strahlend“ ausnahmsweise dieser Tage mal positiv besetzt!) existieren jedoch zwei recht komplizierte und zugleich höchst sensible physikalische Prozesse in unserer Erdatmosphäre: Erstens die Entstehung von so genanntem „bodennahen“ Ozon und zweitens die Problematik des so genannten „Ozonlochs“.
Fangen wir mit dem nahe liegenderen, dem bodennahen Ozon, oder auch „Sommer-Smog“ genannt, an. Und das geht so: wenn an einem Schönwettertag mit nahezu uneingeschränkter Sonneneinstrahlung und recht wenig Wind zwei völlig verschieden genutzte Flächen beieinander liegen, dann gibt es heftige luftchemische Reaktionen. Wald-, Wiesen oder bewachsene Landwirtschaftsflächen geben tagsüber per Photosynthese aus den grünen Pflanzenteilen jede Menge Sauerstoff (O2) in die umgebende Luftschicht ab.
Im Gegensatz dazu liefern auf vielbefahrenen Stadt- und Landstraßen sowie Autobahnen über die PKWs und LKWs viel Emissionen – zu Deutsch: Autoabgase – über den Auspuff ab. Es sind vor allem Stickoxide (NOx), Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2) und allerlei Rußpartikel (Diesel).
Prognose Tagesmaximum Ozon für Dienstag, 10. 05 2011 (µg/m³ Luft). Mit freundlicher Unterstützung von EURAD:
Bildquelle: www.uni-koeln.de
Geraten nun der Sauerstoff (O2) und die Stickoxide (NOx) chemisch aneinander, bildet sich oben genanntes bodennahes Ozon (O3)! Mediziner haben erforscht, dass dieses flüchtige Gas in höherer Konzentration über längere Zeit Reizungen an Schleimhäuten und in den Atemwegen verursachen kann. Zum Glück wird diese ungute Mixtur entweder beim nächsten größeren Windzug verdünnt oder bei Wegfall der Sonneneinstrahlung (durch Wolken oder abends) wieder „rückabgewickelt“ zu Sauerstoff und NOx.
Und jetzt die zweite Sache mit dem Ozon; übrigens häufig verwechselt bzw. durcheinander gebracht! Das so genannte stratosphärische Ozon entsteht und befindet sich – wie der Zusatz schon besagt – ganz weit oben in der nächsthöheren Etage unsere Erdatmosphäre. Diese Lufthüllenschicht liegt über der wetterbestimmenden Troposphäre, die je nach Breitengrad und Jahreszeit. Die Grenze befindet sich zwischen ca. 8km über den Polen und ca. 18km über dem Äquator.
Das Ozon-Gas befindet sich in großen Höhen um unseren gesamten Globus in der Stratosphäre. Die größte Dichte findet man in gut 20km Höhe. Wenn man das ganze Ozon aus der Erdatmosphäre extrahieren und verdichten auf Normaldruck, ergäbe dies eine gerade mal ca. 3mm dünne Schicht auf der Erdoberfläche! Beim Sauerstoff und Stickstoff dagegen wäre die Luftsäule rund 8km hoch.
Ozon hat nun eine extrem wichtige und über die Jahrmillionen für unsere Evolution fast lebensentscheidende Funktion: es „schützt“ uns am Erdboden vor den gefährlichen ultravioletten Strahlungsanteilen UV-B und UV-C! UV-A ist zwar auch nicht „ganz ohne“, wie alles, was man jenseits des Mittelmaßes konsumiert; aber gegen diesen Frequenzanteil hat die menschliche Haut den Schutzmechanismus der Pigmentverfärbung – banal gesagt: Bräunung – entwickelt.
Aktueller UV-Index in Deutschland vom 11.05.2011
Quelle: www.bfs.de
Auch das fein verteilte Ozon in großen Höhen ist jedoch chemischen Reaktionen ausgesetzt. Sie werden dort oben maßgeblich von der Temperatur und anderen, ggf. aggressiven Gasen wie die berüchtigten FCKW (langlebige Fluorkohlenwasserstoff; man erinnere sich: Kühlmittel in Gefrierschränken!) gesteuert. So wird das O3 in den langen Polarnächten der extrem kalten Wintermonate über der Antarktis (um minus 75 Grad) buchstäblich vom FCKW und anderen Gasen „aufgefressen“ – mit verheerenden Folgen! Wir kennen dies unter dem populärwissenschaftlichen Begriff des „Ozonlochs“. Es bildet sich von Jahr zu Jahr pulsierend je nach Ausprägung des „Polarwirbels“ über dem Südpol.
Problem ist nun seit Neuestem, dass sich auch über dem uns nahen Nordpol eine Art Polarwirbel in großen Höhen ausgebildet hat; so zum Beispiel ganz besonders im vergangenen Winter. In der Folge gab es ähnliche Ausdünnungseffekte der Ozonschicht. Dummer Weise befinden sich im ausklingenden Winter bis weit in den Frühling besonders dort kleine Ozonlöcher, wo zugleich große Schönwetterhochs liegen oder wandern.
09.03.2011: sehr stark reduzierter Ozongehalt in der Stratosphäre über der Arktis (violett und blaue Farben entsprechen sehr geringen Ozonkonzentrationen):
Quelle: Dr. A. Dudhia, Univ. of Oxford / KIT
Das bedeutet im Klartext:
Ausgerechnet dann, wenn es besonders sonnig ist und wir endlich alle raus in die angenehme Frühlingswärme wollen oder im landwirtschaftlichen Ablaufplan müssen, sind wir unverhältnismäßig intensiver UV-Bestrahlung ausgesetzt! Die Sonne strahlt dann quasi so stark, als wäre es bereits Juni! Hinzu kommt, dass wir zum Saisonanfang nach der dunklen Winterzeit oftmals blasse Haut haben. Ungewollte Folgen sind dann nachweislich ein erhöhtes Risiko für Hautkrebs (also bitte Schutzcreme einsetzen!) und von schweren Augenerkrankungen (also bitte gute UV-filternde Sonnenbrille aufsetzen). Aber auch Pflanzen sind beeinträchtigt: die Photosynthese sinkt und Ernterückgänge sind die Folge.
Wenn Sie aktuell und bei Ihnen vor Ort Details über die Menge der Sonnenscheinstunden zur Planung wissen wollen, dann klicken Sie sich durch unsere Service-Seiten unter www.mr-wetter.de.
Übrigens: Atmosphärenforscher nehmen an, dass die Gefahr des Ozonlochs über der Arktis mit seinen zeitweiligen Frühjahrsfolgen auch für Mitteleuropa noch einige Jahre andauern wird.
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