Wie Ozon entsteht und was wir zum Erhalt der Ozonschicht beitragen können

Ozon ist ein Gas, das für den Menschen einmal gut und einmal schlecht ist – abhängig davon, wo es sich gerade befindet. Es ist ein aus drei Sauerstoffatomen aufgebautes Molekül O3 und ist farblos bis bläulich, in hoher Konzentration auch tiefblau. Nach wenigen Tagen zerfällt es zu Sauerstoff. Es ist ein starkes und giftiges Oxidationsmittel. Bei Menschen und Tieren führt es – je nach Konzentration – zu Reizungen der Atemwege und Augen. Außerdem kann es Atemwegserkrankungen begünstigen. Das gilt für Ozon in Bodennähe. Auch in größerer Höhe, in der Troposphäre (unterste Atmosphärenschicht vom Boden bis zu 18 km), ist es alles andere als gut. Hier zählt es zu den drei größten Treibern der globalen Erwärmung (nach Kohlendioxid und Methan). Bis hierher ist Ozon also eher unerwünscht. In der Stratosphäre (sie schließt an die Troposphäre an und reicht dann bis etwa 50 km) dagegen ist Ozon enorm wichtig. Hier bildet es die Ozonschicht, die alles Leben auf der Erde vor Schädigung durch gefährliche ultraviolette Strahlen der Sonne schützt.

In der Ozonschicht entsteht das Ozon aus Luftsauerstoff. Die Sauerstoffmoleküle (O₂) werden durch den energiereichen Anteil des Sonnenlichts (UV-C) aufgespalten. Die einzelnen Atome verbinden sich dann schnell zu Ozon (O3). Da das Gas sehr lichtempfindlich ist, zerfällt schnell wieder. Durch die Sonneneinstrahlung wird es allerdings – vereinfacht ausgedrückt – gleich wieder neu gebildet. Die Ozonschicht absorbiert UV-B- und UV-C-Strahlen und schützt so das Leben auf der Erde vor Strahlenschäden. Ozon hat auch einen großen Einfluss auf die Temperatur der Stratosphäre. Zu viel davon sorgt für eine Verstärkung des Treibhauseffekts. Zu wenig führt zum Ozonloch.

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Die starke Ausdünnung der Ozonschicht wurde erstmals 1985 über der Antarktis festgestellt, 2020 schließlich auch über der Arktis. Das Ozonloch entstand dadurch, dass der oben beschriebene Prozess der Bildung und Zerstörung von Ozon-Molekülen gestört wurde. Und zwar durch Gase, die es in dieser Luftschicht normalerweise nicht gibt, nämlich durch Fluorchlorkohlenwasserstoffe, kurz FCKW. Diese wurden hauptsächlich in Kühlschränken und Spraydosen eingesetzt. Das Problem dabei: Sie brauchen sehr lange, bis sie in diese Höhe aufsteigen (bis zu 20 Jahre), sind dann aber extrem langlebig. Das bedeutet, dass alle Maßnahmen, die man zur Reduktion der FCKWs setzt, erst nach Jahrzehnten greifen. Deutlich wird das auch daran, dass man das Ozonloch über der Antarktis 1985 entdeckte und 2006 die größte Ausdehnung maß.

Durch die Bemühungen der Wissenschaftler und Umweltschutzorganisationen wurde 1990 ein FCKW-Verbot beschlossen. Langsam - sehr langsam - zeigen sich die Erfolge. Die NASA geht davon aus, dass das Ozonloch um das Jahr 2060 komplett verschwunden sein wird. Leider muss man hier ein "vielleicht" einfügen, denn die Forscher des Alfred Wegener Instituts haben Anzeichen dafür entdeckt, dass auch die fortschreitende Klimaerwärmung der Ozonschicht schadet. Man geht aber davon aus, dass sich die Ozonschicht gut erholen wird, wenn wir es schaffen, weniger Treibhausgase auszustoßen.

Das gleiche Gas, dass uns hoch oben in der Atmosphäre schützt, stellt am Boden eine nicht unbeträchtliche Gesundheitsgefahr dar. Es ist ein Reizgas, das die Lungenfunktion beeinträchtigen kann. Aber auch Pflanzen können bei zu hoher Konzentration Schaden nehmen. Bei langfristiger Belastung drohen Wachstumsverlust und Ernteausfälle. Auch in den unteren Atmosphärenschichten wird Ozon erst durch die Reaktion verschiedener Schadstoffe erzeugt. Zu den wichtigsten Vorläufern gehören Stickoxide. Der Entstehungsprozess ist komplex und langwierig, sodass die höchsten Konzentrationen oft in einiger Entfernung gemessen werden und nicht dort, wo die Vorläuferstoffe freigesetzt werden.

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Hohe Ozonwerte können bei Menschen Augenbrennen, Kratzen im Hals, Druckgefühl in der Brust und Schmerzen beim tiefen Einatmen verursachen. Es kann zu Entzündungsreaktionen in den Atemwegen und sogar eingeschränkter Lungenfunktion kommen. Die höchsten Konzentrationen finden sich normalerweise zwischen 14 und 17 Uhr. Ein Aufenthalt im Freien ist für die meisten Menschen kein Problem. Spazierengehen, Picknicken oder Schwimmen sind auch für empfindliche Personen unbedenklich. Wer empfindlich reagiert, sollte sich aber keinen erhöhten körperlichen Belastungen aussetzen – vor allem nicht zu der Tageszeit mit den höchsten Konzentrationen.

Seit 2010 gibt es zum Schutz der Gesundheit europaweit einheitliche Grenzwerte. 120 Mikrogramm pro Kubikmeter als 8-Stunden-Mittel sollten nicht öfter als 25 Mal pro Kalenderjahr (im Durchschnitt über drei Jahre) überschritten werden. Klingt kompliziert, muss aber nur von den Wetterdiensten beherrscht werden, denn die geben die aktuellen Werte heraus.

Wer schon weiß, dass er empfindlich auf Ozon reagiert, sollte sich informieren, bevor er oder sie körperliche Aktivitäten im Freien in Angriff nimmt. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten. Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) erhebt täglich die Ozonwerte für Wien, Niederösterreich und das Burgenland. Hier finden Sie die Werte gesondert für Wien. Wer einen Vergleich anstellen will, kann hier auch die Werte der letzten zehn Jahre nachsehen. Die tagesaktuellen Werte für das gesamte Bundesgebiet finden Sie hier.

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Der Verzicht auf FCKWs war der wichtigste Schritt zum Schutz der Ozonschicht. Jetzt geht es darum, das Erreichte nicht durch das Ausstoßen von noch mehr klimaschädlichen Gasen zu gefährden. Wenn man also Maßnahmen gegen den Klimawandel ergreift, schützt man gleichzeitig die Ozonschicht.

Beim bodennahen Ozon ist es noch ein wenig komplizierter. Denn hier hängt die Konzentration stark von den Wetterbedingungen ab. Hohe Sonneneinstrahlung und hohe Temperaturen über einen längeren Zeitraum hinweg führen ebenfalls zu einer hohen Ozonbelastung. Da es oft über weite Strecken transportiert wird, ist dieses Problem überall in Europa sichtbar. Durch den starken Einfluss der Witterung auf das bodennahe Ozon ist für die letzten 20 Jahre kein eindeutiger Trend abzulesen. Was man sagen kann, ist, dass es weniger kurzfristige Belastungsspitzen gibt, dafür scheinen die Mittelwerte tendenziell zu steigen.

Bei kurzfristigen Anstiegen kann man mit einer Reduktion der Schadstoffe eingreifen – heißt, statt Autofahren auf die Öffis umsteigen zum Beispiel. Ansonsten ist der Kampf gegen bodennahes Ozon wie auch der zum Schutz der Ozonschicht kein Sprint, sondern ein Marathon. Nur langfristig und konsequent kann eine Verbesserung herbeigeführt werden.