Die Entdeckung des jährlichen Ozonabbaus über der Antarktis wurde erstmals von Joe Farman, Brian Gardiner und Jonathan Shanklin in einem Artikel angekündigt, der am 16. Mai 1985 in Nature erschien . (Paywall)
Ich glaube, die Entdeckung wurde von einem umlaufenden Satelliten gemacht, aber ich bin mir nicht sicher, welcher.
Fragen:
Ich glaube, die Entdeckung wurde von einem umlaufenden Satelliten gemacht, aber ich bin mir nicht sicher, welcher.
Das ist nicht der Fall.
Sehen Sie sich die Autorenzugehörigkeit für den Artikel an, auf den Sie verlinkt haben. Die drei Autoren dieses Papiers waren vom British Antarctic Survey. Diese Wissenschaftler waren Teil einer größeren Expedition in die Antarktis. Sie richteten ein billiges Instrument (extrem billig im Vergleich zu einem satellitengestützten Instrument und ziemlich billig im Vergleich zu den Kosten für die Entsendung von Wissenschaftlern in die Antarktis) namens Dobsonmeter in den Himmel und fanden am Ende des Winters / frühen Frühlings schnell sinkende Ozonwerte 1984.
Das Ozonloch könnte von zwei Instrumenten auf dem Satelliten Nimbus 7, dem Solar Backscatter UltraViolet (SBUV) und dem Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS), entdeckt worden sein. Dieser Satellit wurde 1978 gestartet, aber diese Instrumente entdeckten das Ozonloch nicht, weil die Bodensoftware, die die Daten dieser Geräte verarbeitete, die relevanten Daten als fehlend und nicht als sehr niedrig markierte.
Dafür gab es handfeste Gründe. Die Fernerkundung funktioniert am besten, wenn die Messwerte durch direktere Techniken bestätigt werden, in diesem Fall durch Raketensonden und Ballonsonden, die die Bestandteile der Atmosphäre als Funktion der Höhe direkt messen können. (Das Suffix „Sonde“ ist eine ausgefallene Art, „Sonde“ zu sagen, oder genauer gesagt, eine Sonde.)
Messwerte, die so niedrig sind wie die von SBUV/TOMS implizierten, wurden noch nie mit diesen direkten Techniken oder sogar mit bodengestützten Fernerkundungsgeräten wie einem Dobsonmeter beobachtet (zumindest nicht bis 1984). Es gab keine Validierung für diese sehr niedrigen Messungen. Darüber hinaus arbeitete SBUV/TOMS mit der Messung von ultraviolettem Licht, das von der Atmosphäre zurückgestreut wurde. Diese Technik wurde möglicherweise als verdächtig angesehen, wenn die Sonne sehr tief am Horizont stand, was genau im späten Winter / frühen Frühling in Polarregionen der Fall war.
Die SBUV/TOMS-Bodenverarbeitungssoftware, die viele, viele Messwerte verarbeiten und unbeaufsichtigt laufen musste, verwarf einfach Messwerte, die entweder zu niedrig oder zu hoch waren und wenn die Sonne tief am Horizont stand. Ich habe die Software geschrieben, die diese Überprüfungen durchführte, gemäß den Anforderungen der Teamwissenschaftler. Obwohl ich das Ozone Processing Team Anfang 1980 verließ, erhielt ich Ende 1984 / Anfang 1985 eine Reihe von Anrufen von der NASA, weil "Ihr Name überall in der Software steht". Glücklicherweise war es einfach zu beheben: Lösen Sie einfach diese Einschränkungen und führen Sie die Software erneut mit den historischen Daten aus. Die NASA stellte bald fest, dass das Ozonloch bis ins Jahr 1978 zurückreicht, als der Satellit gestartet wurde.
Wie es funktioniert
Übermäßig vereinfacht ist die zugrunde liegende Wissenschaft derselbe Grund, warum der Himmel blau ist, was Rayleigh-Streuung ist. Der Himmel ist blau, weil die Atmosphäre blaues Licht viel mehr streut als rotes Licht. Da die Rayleigh-Streuung umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge ist, streut die Atmosphäre ultraviolettes Licht noch stärker als blaues Licht. Während ein Teil dieses Lichts in Richtung der Erdoberfläche gestreut wird, wird ein Teil davon in den Weltraum gestreut. Ein Blick auf die Frequenzverteilung dieses zurückgestreuten Lichts gibt Aufschluss darüber, wie viel ultraviolettes Licht von Ozon in der Stratosphäre absorbiert wird und wie viel Ozon sich in der Stratosphäre befindet.
Das war zu stark vereinfacht. Es sind andere Arten von Streuung beteiligt (z. B. Raman-Streuung und Mie-Streuung). Wolken reflektieren eher als zu streuen. Aerosole verändern den Rayleigh-Koeffizienten und andere Streukoeffizienten. Der Winkel, in dem Sonnenlicht auf die Atmosphäre trifft, hat einen erheblichen Einfluss. Diese und andere Effekte werden berücksichtigt, und die Algorithmen wurden immer wieder angepasst, um sie besser mit direkten Messungen zu vereinbaren.
Um die Antwort schnell zusammenzufassen:
Die Arbeit von Farman, Gardiner & Shanklin, die Sie zitieren, war rein bodengebunden – die drei genannten Forscher waren vom British Antarctic Survey. Die Daten stammen aus einer langjährigen Zeitreihe mit einem Dobson-Spektrophotometer , die seit dem Internationalen Geophysikalischen Jahr 1957 auf den Argentinischen Inseln (65 S) und der Bucht von Halley (76 S) aufgezeichnet wurde. (Zufälligerweise ist Halley perfekt für die Beobachtung positioniert das Loch.) So wie ich es verstehe, war der in den 1980er Jahren verwendete Dobson im Wesentlichen unverändert gegenüber dem in den 1950er Jahren installierten; Es gab keine wesentlichen technologischen Änderungen.
Die Satelliten sahen es jedoch auch. Im Nachhinein stellte sich heraus, dass Nimbus 7 etwa zu dieser Zeit auch sinkende Ozonwerte festgestellt hatte. Als die US-Satellitendaten für Ende 1983 Mitte 1984 verarbeitet wurden, wurden die niedrigen Ozonwerte als Anomalie gekennzeichnet, sodass sie mit bodengestützten „Ground Truth“-Zählungen am Südpol verglichen wurden. Leider waren diese Zählungen tatsächlich fehlerhaft, was allen Beteiligten unbekannt war, und die britischen Daten von Halley waren noch nicht vollständig verfügbar, sodass es nichts anderes gab, mit dem sie verglichen werden konnten. Das US-Team entschied schließlich Ende 1984, dass die Satellitendaten wahrscheinlich ein reales Phänomen zeigten, und plante, dies auf einer Konferenz im August 1985 bekannt zu geben. Die britische Zeitung erschien jedoch im Mai ...
(Als Bonus: Lesen Sie unbedingt die Kommentare zu diesem Beitrag, da er einige Fußnoten von Jon Shanklin enthält .)
Der Ozonabbau tauchte erstmals um 1976 als öffentlich sichtbares Problem auf. Bis zu diesem Zeitpunkt war sich fast niemand bewusst, dass Ozon überhaupt ein Problem darstellt, daher gab es keinen großen Anstoß, Satelliten zu bauen, um es zu beobachten.
Selbst als der Ozonabbau bekannt wurde, wurde er von einigen mit Skepsis begrüßt (natürlich besonders von Leuten, die mit dem Verkauf von Aerosolen Geld verdienen). Hier sind zum Beispiel ein paar Auszüge aus einem Artikel der New York Times aus dem Jahr 1977 1 :
Ein Branchensprecher, der um Anonymität bat, sagte: „Alle wissenschaftlichen Theorien gegen Fluorkohlenwasserstoffe sind genau das – Theorien, keine Fakten. Was wir brauchen, ist mehr Forschung, bevor es weitere Verbote oder Schikanen gibt. Wir wollen keinen weiteren falschen Schrecken.“
[ ...]
Tatsächlich ist die Industrie zuversichtlich, dass die Ozonabbautheorien wild umgeworfen werden. „Es ist möglich, dass die Verbraucher beginnen, Rowlands Annahmen für den Unsinn zu halten, für den ich sie halte“, sagte Herr Abplanalp.
TOMS wurde 1978 ins Leben gerufen, nur zwei Jahre nachdem die Ozonschicht und der Ozonabbau als Themen ins öffentliche Bewusstsein gerückt waren.
Aber wie @David Hammen bereits angedeutet hat, fehlte uns damals die nötige Erfahrung, um die Daten so gut wie möglich zu verarbeiten, so dass die Daten, die auf ein tatsächliches Loch in der Ozonschicht hinweisen, zunächst als anomal verworfen wurden. Das führte also zu einer Verzögerung von weiteren fünf Jahren (oder so), bevor das eigentliche Loch (als solches) erkannt wurde.
Ähnliches galt auch für frühere Messungen. Zum Beispiel trug Nimbus-4 Instrumente sowohl für die UV-Rückstreuung als auch für die Messung von Ozon auf einer Höhe von etwa 40 Kilometern, aber 2 :
Dieses Instrument hatte gelegentlich sehr niedrige Gesamtozonwerte über der Antarktis gemessen, niedriger als die irgendwo sonst auf der Welt gemessenen Werte. Zu diesem Zeitpunkt war jedoch nicht klar, ob diese Werte durch Messfehler oder einen echten geophysikalischen Effekt verursacht wurden.
Ich möchte auch anmerken, dass das Ozonloch gerade damals vor allem als Hinweis/Demonstration für den Abbau der Ozonschicht im Allgemeinen interessant war. Erst in jüngerer Zeit deuten Hinweise darauf hin, dass das Ozonloch so etwas wie ein Problem an sich ist. Offensichtlich führt dies zu einer lokalen Abkühlung der Stratosphäre in Polnähe, was wiederum zu stärkeren Winden führt und die atmosphärische Zirkulation verändert 3 .
Die Löcher in der Ozonschicht waren bereits 1957 bekannt. Die Wissenschaftler haben den früheren Bericht einfach vergessen, weil sich zum Zeitpunkt der Entdeckung niemand für das Thema interessierte.
Ich bin auf diese Tatsache gestoßen, als ich Ereignisse überprüfte, die entweder in der NY Times oder im Omaha Herald (per Mikrofiche) aufgezeichnet wurden und in meinem Geburtsjahr während des Studiums stattfanden.
Ich habe keine Webartikel gefunden, die dies bestätigen, aber ein NASA-Artikel erwähnt, dass die Briten bereits 1956/1957 Ozon gemessen haben: https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/facts/history_SH.html
Neunaut
Mischan
Gerrit
David Hammen
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David Hammen
David Hammen
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