Auswirkungen von Halogen-induzierten stratosphärischen Ozonänderungen auf den effektiven Strahlungsantrieb und das Oberflächenklima

   Emissionen von anthropogenen FCKW wurden infolge des Montrealer Abkommens von 1987 stark reduziert und entsprechend wird für das 21. Jahrhundert eine Erholung der Ozonschicht erwartet. Eine Änderung der Ozonkonzentration in der Stratosphäre verändert die Energiebilanz der Erde und wird, im Vergleich zum heutigen Tag, zu einem positiven Strahlungsantrieb führen. Daraus resultieren sowohl global als auch regional erwärmende oder abkühlende Einflüsse auf das Klima.

    Der effektive Strahlungsantrieb (Effective radiative forcing - ERF) ist definiert als Änderung der Strahlungsflüsse am oberen Rand der Atmosphäre durch bestimmte „Treiber“, unter Berücksichtigung von Rückkopplungen des Klimasystems auf kurzen Zeitskalen, während Rückkopplungen auf langen Zeitskalen (insbesondere die Meeresoberflächentemperaturen) konstant gehalten werden.Einige Studien untersuchten bereits das ERF von troposphärischen Ozonäderungen, nur wenig ist aber bekannt über den Einfluss von stratosphärischem Ozonänderungen auf den effektiven Strahlungsantrieb und dessen Auswirkung auf das Oberflächenklima.

    Um die Entwicklung der Ozonschicht und damit einhergehende Klimaänderung in die Zukunft zu projizieren führten wir so genannte Time-Slice Simulationen mit dem Klimamodell ICON-ART durch. Stratosphärische Ozonänderungen wurden mit dem linearisierten Ozonschema (LINOZ) berechnet, mit einem zusätzlichen Verlustterm, um die katalytische Ozonzerstörung in Polarregionen zu berücksichtigen. Das modellierte Ozon war interaktiv und mit der Strahlung gekoppelt.

   In der Standardsimulation werden Meeresoberflächentemperatur und Meer-Eisbedeckung, Aerosole und Treibhausgase entsprechend für das Jahr 2000 fixiert. Für Sensitivitätssimulationen verwenden wir den gleichen Modellaufbau wie in der Standardsimulation, aber mit stratosphärischen Halogenkonzentrationen entsprechend dem 1960 Niveau. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Ozonabnahme zwischen den Jahren 1960 und 2000 zwar global zu keinem signifikantem ERF geführt hat. Regional, auf der Südhemisphäre, vor allem über der Antarktis, ist das ERF der Ozonabnahme aber durchaus signifikant. Unsere Ergebnisse zeigen, dass in hohen südlichen Breiten über der Antarktis das negative ERF durch die Ozonabnahme zwischen 1960 und 2000 zu einem wesentlichen Teil das positive ERF durch den CO2 Anstieg kompensiert hat.