Ozonschicht

Die Ozonschicht ist ein Teil der Stratosphäre. Sie befindet sich etwa in 15 bis 50 Kilometer Höhe und enthält 90 Prozent des atmosphärischen Ozons. Die restlichen zehn Prozent des Ozons befinden sich in der Troposphäre. Der Ozongehalt der Atmosphäre wird in Dobson-Einheiten gemessen (DU, engl.: Dobson Units).

Die energiereiche ultraviolette Strahlung (UV-C) der Sonne wandelt in der Ozonschicht Sauerstoff (O₂) in Ozon (O₃) um. Ein Teil der ultravioletten Strahlung, insbesondere die UV-B-Strahlung, spaltet Ozon wieder in Sauerstoff. So ergibt sich ein chemisches Gleichgewicht zwischen Bildung und Abbau von Ozon, bei dem die Menge von Ozon annähernd gleichbleibt.

Die Absorption solarer ultravioletter Strahlung in der Ozonschicht schützt zum einen die Biosphäre vor diesen schädlichen energiereichen Strahlen und wirkt zum anderen als effektive Heizung der Stratosphäre. Damit haben Änderungen der Ozonverteilung in der Stratosphäre direkte Auswirkungen nicht nur auf die Intensität der UV-Einstrahlung auf die Erdoberfläche, sondern auch auf die thermische Struktur der Stratosphäre und damit auf das globale Klimasystem. Gleichzeitig wirken Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation und in der Emission anthropogener Substanzen auf die Ozonschicht ein. Sie ist damit integraler Teil des globalen Klimasystems.

Messung und Überwachung

Aktuelle Haupt-Satelliten (Stand 2025)	Copernicus Sentinel-5P (ESA): Seit seinem Start 2017 ist dies der derzeit wichtigste europäische Satellit zur Überwachung der Atmosphäre. Sein Instrument TROPOMI liefert extrem hochauflösende Daten über Ozon und andere Spurengase. Suomi NPP (NASA/NOAA): Dieser Satellit trägt das Instrument OMPS (Ozone Mapping and Profiler Suite), das tägliche Karten der Ozonverteilung erstellt. Es ist die primäre Quelle für die täglichen Updates der NASA "Ozone Watch". NOAA-20 and NOAA-21: Die Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) an Bord der Satelliten überwacht den Zustand der Ozonschicht und misst die Konzentration von Ozon und anderen Aerosolen in der Erdatmosphäre. Aura (NASA): Ein Veteran der Ozonforschung (gestartet 2004). An Bord befinden sich das OMI (Ozone Monitoring Instrument) und das MLS (Microwave Limb Sounder), welche die chemische Zusammensetzung der Stratosphäre im Detail analysieren. Metop-Serie (EUMETSAT): Die Satelliten Metop-B und Metop-C tragen das Instrument GOME-2, das kontinuierlich Ozonwerte für Wetterdienste und die Klimaforschung liefert. Metop-SG A1: Dieser im August 2025 gestartete Satellit führt die Mission mit dem Instrument Sentinel-5 fort und bietet noch präzisere Einblicke in die Ozonschicht. Diese Messungen beruhen auf spektroskopischen Methoden, die die charakteristische Absorption oder Emission elektromagnetischer Strahlung durch Ozonmoleküle nutzen. Die Daten werden sorgfältig kalibriert, um Unterschiede zwischen verschiedenen Instrumenten auszugleichen und langfristige Zeitreihen zu ermöglichen.
Historisch bedeutende Satelliten-Missionen	Envisat (ESA): Überwachte das Ozonloch von 2002 bis 2012 mit den Instumenten GOMOS, MIPAS und SCIAMACHY. Nimbus-7 (NASA): Entdeckte mit dem Instrument TOMS in den 1980er Jahren das Ausmaß des Ozonlochs. ERS-2 (ESA): Lieferte ab 1995 wichtige Daten über die europäische GOME-Mission.
Radiosonden	Ballone, die Ozonsonden tragen, steigen in die Stratosphäre auf und senden Daten über Luftdruck, Feuchtigkeit und Ozonkonzentration zurück zur Erde. Sie messen dabei den Ozongehalt elektrochemisch. Die Außenluft wird in eine Sensorkammer gepumpt, die mit einer Kaliumjodid-Lösung gefüllt ist. Die Reaktion des in der Luft befindlichen Ozons mit dem Jodid erzeugt ein elektrisches Signal proportional zur Menge an Ozon. Der dabei geflossene Strom kann gemessen und in eine Ozonkonzentration umgerechnet werden.
Boden- und luftgestützte Messungen	Spektrometer messen die Ozonabsorption vom Boden aus über verschiedene Wellenlängen, was Messungen zu jeder Jahreszeit erlaubt ( South Pole Atmospheric Baseline Observatory). Spezialflugzeuge sammeln Daten direkt in der Stratosphäre für detaillierte Einblicke.

Weitere Informationen:

What is the current state of the ozone layer? (EEA)
Basic Ozone Layer Science (EPA)
ozone layer (Britannica)