Die unerwartete Verbindung zwischen dem Ozonloch und der Erwärmung der Arktis

Die unerwartete Verbindung zwischen dem Ozonloch und der Erwärmung der Arktis Die Temperaturen in der Arktis erwärmen sich schneller als anderswo auf der Welt. Wasser- und Abwasserleitungen in Iqaluit, Nunavut, knacken im Winter, wenn sich der Boden verschiebt. Die kanadische Presse / Sean Kilpatrick

Einer der früheste Klimamodellvorhersagen Wie sich der vom Menschen verursachte Klimawandel auf unseren Planeten auswirken würde, zeigte, dass sich die Arktis etwa zwei- bis dreimal so stark erwärmen würde wie der globale Durchschnitt. Vierzig Jahre später wurde diese „arktische Verstärkung“ aus erster Hand beobachtet.

Rekordverdächtige Erwärmung der Arktis und die dramatischer Rückgang des Meereises haben schwere Folgen für empfindliche Ökosysteme in der Region.

Aber warum hat sich die Arktis mehr erwärmt als die Tropen und die mittleren Breiten?

Wir wissen es jetzt Dies ist teilweise auf winzige Konzentrationen sehr starker Treibhausgase zurückzuführen - ozonschädigende Substanzen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW).

Ein Wundergas?

Die Ozonschicht ist die Schutzschicht in der Stratosphäre, etwa 20 bis 50 Kilometer über der Erde, die schädliche ultraviolette Strahlung der Sonne absorbiert. Ozonabbauende Substanzen sind starke Treibhausgase, aber sie sind allgemein bekannt für ihre verheerende Wirkung auf die Ozonschicht.

Diese Chemikalien wurden in den 1920er Jahren erfunden. Sie wurden als „Wundergase“ angepriesen, die als Kältemittel, Lösungsmittel und Treibmittel in Kühlschränken, Klimaanlagen und Verpackungsmaterialien verwendet wurden. Es war nicht bis in die 1980er Jahre, als Wissenschaftler entdeckten ein Loch in der Ozonschicht über der Antarktis erkannten sie das volle Ausmaß des Ozonabbaus dieser Chemikalien.

Im Jahr 1987 197 Länder einigten sich darauf, die Verwendung ozonschädigender Stoffe durch Ratifizierung des Montréal-Protokolls einzustellen. Der Erfolg dieses historischen internationalen Abkommens hat die Emissionen von FCKW auf nahezu Null gesenkt. Die Wiederherstellung des Ozonlochs war jedoch langsamer, da FCKW jahrzehntelang in der Atmosphäre verbleiben.

Aufgrund der Wirkung ozonschädigender Substanzen auf die Ozonschicht untersuchen Klimaforscher diese Chemikalien und ihre Klimafolgen haben sich auf die Folgen des Ozonabbaus konzentriert. Die Klimaauswirkungen von Ozon abbauenden Substanzen selbst wurden angesichts der sehr geringen Konzentrationen dieser Gase in der Atmosphäre typischerweise als gering angesehen und sind weitgehend unerforscht.

Experimentieren mit Klimamodellen

Meine Kollegen und ich waren daran interessiert zu verstehen, wie Ozon abbauende Substanzen die Erwärmung des späten 20. Jahrhunderts von 1995 bis 2005 beeinflusst haben könnten. Wir haben diesen Zeitraum speziell gewählt, um den raschen Anstieg von Ozon abbauenden Substanzen in der Atmosphäre in dieser Zeit zu erfassen . Seit Anfang der 2000er Jahre sind die atmosphärischen Konzentrationen zurückgegangen.

Eine Möglichkeit, wie Klimaforscher Probleme wie dieses angehen, ist die Verwendung Computermodelle der Erde um zu verstehen, welche Auswirkungen verschiedene Phänomene wie Vulkanausbrüche und Treibhausgase wie Methan auf Lufttemperaturen, Ozeanzirkulationsmuster, Niederschläge usw. haben können.

Die unerwartete Verbindung zwischen dem Ozonloch und der Erwärmung der Arktis Ein Schneemobilfahrer navigiert auf dem Eis in der Nähe von Iqaluit, Nunavut. Die kanadische Presse / Sean Kilpatrick

Um den Beitrag ozonschädigender Substanzen zur Erwärmung des späten 20. Jahrhunderts zu untersuchen, haben wir im Zeitraum von 1955 bis 2005 ein Klimamodell erstellt. In einer der Simulationen wurden alle verschiedenen Faktoren berücksichtigt historische Klimatreiber - diejenigen, die das Klima erwärmen, wie Kohlendioxid, Methan, Lachgas und ozonschädigende Substanzen, und diejenigen, die das Klima kühlen, wie vulkanische Partikel. Die zweite Simulation hatte alle historischen Klimatreiber mit Ausnahme der ozonschädigenden Substanzen.

Dies ist eines der ersten Male, dass die Rolle von Ozon abbauenden Substanzen isoliert wurde. In der Regel werden bei Klimamodellexperimenten, bei denen die Rolle verschiedener Klimatreiber untersucht wird, alle Treibhausgase zusammengefasst.

Der Vergleich der beiden Modellsimulationen ergab, dass die globale Erwärmung um ein Drittel und die Erwärmung der Arktis um die Hälfte reduziert wurde, wenn die ozonschädigenden Substanzen nicht in unsere Simulation einbezogen wurden.

Arctic Verstärkung

Warum haben ozonschädigende Substanzen trotz ihrer sehr geringen atmosphärischen Konzentrationen einen so großen Einfluss? Erstens sind diese Chemikalien sehr starke Treibhausgase, eine Tatsache, die wir schon lange kennen. Zweitens wird im späten 20. Jahrhundert die Erwärmung durch Kohlendioxid teilweise durch die Abkühlung durch Partikel in der Atmosphäre aufgehoben, wodurch FCKW und andere ozonschädigende Substanzen wesentlich zur Erwärmung beitragen können.

Wenn es um die Verstärkung der Arktis geht, wissen wir schließlich, dass dieses Phänomen entsteht Rückmeldungen innerhalb des Klimasystems Das wirkt sich positiv auf die Erwärmung aus, und genau das finden wir in unseren Modellsimulationen. In der Simulation ohne ozonschädigende Substanzen waren die Klimarückkopplungen schwächer als in der Simulation mit ihnen, was zu einer geringeren Verstärkung der Arktis führte.

Die unerwartete Verbindung zwischen dem Ozonloch und der Erwärmung der Arktis Die Klimaerwärmung könnte die Vegetationsperiode in Nuuk, Grönland, bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um zwei Monate verlängern. AP Photo / David Goldman

Zu verstehen, warum sich die Rückmeldungen unterscheiden, ist das Ziel unserer zukünftigen Forschung. In der Zwischenzeit zeigt unsere Arbeit deutlich die signifikanten Auswirkungen ozonschädigender Substanzen auf das arktische Klima.

Vor dreißig Jahren haben diejenigen, die das Montréal-Protokoll unterzeichnet haben, nicht an den Klimawandel gedacht. Forschungen wie unsere unterstreichen jedoch die wichtige Rolle, die diese Vereinbarung spielen wird Milderung der zukünftigen Erwärmung da die Konzentrationen an ozonschädigenden Substanzen mit der Zeit abnehmen.

Ohne eine massive Reduzierung der Kohlendioxidemissionen in den kommenden Jahrzehnten werden die Gewinne, die wir durch das Montréal-Protokoll erzielen werden, jedoch schnell überwältigt sein. Weitere Maßnahmen sind erforderlich, um die Arktis und unseren Planeten zu schützen.Das Gespräch

Über den Autor

Karen Smith, Assistenzprofessorin, Lehrstrom, University of Toronto

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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