klima ozon - Umwelt.Wissen

KLIMA
OZON
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Ozon ist ein Spurengas, das ausschließlich über photochemische Prozesse in der Atmosphäre gebildet wird. Es ist ein
aggressives und in höheren Konzentrationen giftiges Gas.
STRATOSPHÄRISCHES OZON
Ozon kann sowohl Strahlen im ultravioletten (UV) Bereich als auch
im infraroten (IR) Bereich absorbieren. 90% des Ozons bildet in der
Stratosphäre die Ozonschicht, die als eine Ar t Schutzschild vor UVStrahlung dient. Für die Bildung von Ozon (O 3) aus Sauerstoff ist
energiereiche Strahlung notwendig. Diese photochemische Bildung des
Ozons steht mit dessen Abbau im Gleichgewicht. Die Bildung erfolgt
hauptsächlich über dem Äquator, von dor t erfolgt dann ein Transpor t in Richtung
Pole.
Die Ozonschicht schützt Menschen,
Tiere und Pflanzen vor den
gefährlichen, energiereichen
ultravioletten Strahlen der Sonne.
Es gibt zahlreiche natürliche Schwankungen des Ozongehaltes der Stratosphäre,
wodurch das sogenannte Ozonloch jedoch nicht erklär t werden kann. Das
Ozonloch ist eine Ausdünnung der Ozonschicht, die 1985 erstmals von Atmosphärenforschern entdeckt worden ist. Die Ursachen des Ozonlochs sind bis heute
nicht zur Gänze geklär t. Natürliche Faktoren scheinen ebenso daran beteiligt zu sein
wie menschlicher Einfluss. Zu den natürlichen Faktoren zählen Vulkanausbrüche,
INFO SERVICE:
stratosphärische Umschichtungen, extrem niedrige Temperaturen im antarktischen
Winter und Stickoxide. Der Einfluss dieser Faktoren lässt sich jedoch nicht genau
abschätzen. Den Hauptanteil an der Zerstörung der Ozonschicht tragen anthropogene Emissionen, wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Halone.
Halone sind organische
Verbindungen, die sich aus Ethan
und Methan ableiten und die
man zum Beispiel in
Handfeuerlöschern findet.
Das Gleichgewicht des Auf- und Abbaus des Ozons wird
durch katalytische Reaktionen gestör t. Als Katalysatoren
wirken dabei Radikale, wie Chlor und Brom, die aus Stoffen
wie FCKWs und Halonen stammen. In der Atmosphäre werden
diese Stoffe durch UV-Licht gespalten. Die Radikale setzen dann den Ozonabbau in
Gang, wobei die Radikale erhalten bleiben, während das Ozon abgebaut wird. Somit
kann ein Chloratom unter Umständen mehrere Tausend Ozon-Moleküle zerstören.
Erst im arktischen Frühling werden die angesammelten Chlor-Moleküle durch die
Speziell an sonnenreichen
Sommertagen steigt die
Konzentration an bodennahem
Ozon, das auch den Wald und
andere Nutzpflanzen schädigen
kann.
Sonnenstrahlung in Chlor-Atome gespalten, was zu einer verstärkten Ausdünnung
führ t. FCKW’s sind heute aufgrund internationaler Vereinbarungen weitgehend vom
Markt verschwunden. Als Ersatzstoffe werden beispielsweise teilhalogenier te
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Kohlenwasserstoffe verwendet, die zwar in der Troposphäre abgebaut werden, jedoch
noch ein gewisses Ozonzerstörungspotential aufweisen. Darüber hinaus werden für
FCKW’s auch halogenier te Ersatzstoffe großtechnisch produzier t. Dazu zählen Alkane,
Ketone und Alkohole. Propan und Butan werden als Treibmittel für Spraydosen verwendet, Pentan dient als Ersatzstoff für das Aufschäumen von Kunststoffen.
ZUSAMMENFASSUNG: Die höchsten sommerlichen Ozonkonzentrationen werden im Umland von Ballungszentren gemessen. Hohe Ozonkonzentrationen können sich auf die Gesundheit des Menschen auswirken, die sich im
Freien bewegen und körperlich belasten. Ozon ist noch dazu ein wesentlicher
Mitverursacher des „Waldsterbens” und schädigt zahlreiche Nutzpflanzen.
OZON UND TREIBHAUSEFFEKT
Von großer Bedeutung ist das Zusammenspiel von Treibhauseffekt und Ozonabbau.
Die Erwärmung der bodennahen Atmosphäre durch den Treibhauseffekt ist verbunden
mit einem Temperaturrückgang in der Stratosphäre, der den Ozonabbau begünstigt.
Der Rückgang der stratosphärischen Ozonschicht führ t zu einem Anstieg der UVStrahlung, die insbesondere das Meeres-Plankton bedroht. Absterbendes Plankton wiederum setzt zusätzliches Kohlendioxid frei, das den Treibhauseffekt weiter verstärkt.
Pentan dient als Ersatzstoff für
FCKW’s beim Aufschäumen von
Kunststoffen.
BODENNAHES OZON
Ganz im Gegensatz zur Stratosphäre gibt es in der Troposphäre, also in der erdnächsten Schicht der Atmosphäre, zu viel
Ozon. Dieses „bodennahe” Ozon tritt
vornehmlich in der
warmen Jahreszeit
auf. Das bodennahe Ozon ist eine
Folge von mehreren komplexen
Umwandlungsprozessen und
wird nicht durch
einzelne
Schadstoffquellen
her vorgerufen.
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Besonders im Sommer wird an windstillen, heißen Tagen immer wieder die
sogenannte Ozon-Vorwarnstufe erreicht. Medien raten dann besonders bei
Kindern und älteren oder kranken Menschen zu wenig Anstrengung im
Freien. Machen Sie Ihre Schulkinder auf dieses Phänomen aufmerksam. Entwickeln Sie gemeinsam Strategien, wie die Ozonschicht
einerseits erhalten werden kann bzw. wie das bodennahe Ozon vermieden
werden kann. Durch das Erreichen der Vorwarnstufe können die Kinder aber auch
besonders für die Vorgänge in der Umwelt sensibilisier t werden. So wichtig Ozon in
der Stratos-phäre ist, so schädlich kann es sich in den bodennahen Luftschichten
auswirken.
Bei den vorgestellten Methoden sollen Kinder die Notwendigkeit von reiner Luft
„erfühlen“ und so für das Thema Sommerozon und Verkehr sensibilisier t werden.
Dieses Spiel lässt sich natürlich gut in jedes der “Luft-Kapitel“ integrieren. Ideen zum
Auch natürliche Ursachen wie
Vulkanausbrüche scheinen zur
Entstehung des Ozonlochs
beizutragen.
Schutz der Ozonschicht können gesammelt werden und daraus können Elternbriefe
oder ein Leserbrief für die Lokalzeitung entstehen (siehe Arbeitsblatt). Um dem
bodennahen Ozon weiter auf die Spur zu kommen, bietet sich die Pflanzung von
Zeigerpflanzen, die auf das Reizgas empfindlich reagieren, an. Tabakpflanzen sind
her vorragende Indikatoren für bodennahe Ozonbelastung.
LERNZIELE:
INFO SERVICE:
Mehr Informationen dazu finden
Sie auch im Ordner Klima,
Kapitel Vegetationszonen und
Kapitel Verkehr.
Die SchülerInnen lernen Ozon in der Atmosphäre und Bodenozon zu unterscheiden.
Sie lernen, wie man mit eigenem Handeln dazu beitragen kann das bodennahe
Ozon zu verhindern.
Spielerisch erfahren die SchülerInnen, dass bodennahes Ozon schlecht für die
Gesundheit ist.
INFORMATION: Hohe Ozonkonzentrationen werden im
Umland von Ballungszentren vor allem im Sommer gemessen.
Ozon-Vorwarnstufen werden
vor allem an heißen Tagen im
Sommer erreicht. Machen Sie
ihre SchülerInnen schon im Vorfeld
auf die Gefahren des Ozons aufmerksam, damit diese dann wissen,
wie sie sich beim In-Kraft-Treten
der Vorwarnstufe verhalten sollen!
Sehr hohe Wer te können sich negativ auf die Gesundheit des
Menschen auswirken, die sich im Freien bewegen und
körperlich belasten.
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DI DAK TIS C HE
UM SET ZU N G
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ATEMSPIELE
ORT: Klassenzimmer, Pausenhof, Schulgar ten, Turnsaal.
ZEITAUFWAND: 15 Minuten.
MATERIALIEN: Stoppuhr.
KOSTEN: keine.
UMSETZUNG:
Alle Kinder nehmen eine entspannte Haltung ein. Eine Person stoppt auf einer
Stoppuhr mit. Die Kinder atmen ruhig und entspannt. Dabei zählen sie ihre Atemzüge.
Ergebnisse entweder merken oder aufschreiben. Eine Minute am Stand laufen, dabei die
Knie hoch an das Kinn ziehen, das strengt zusätzlich an. Sofor t niedersetzen und wieder
die Atemzüge zählen. Um wie viel schneller haben die Kinder geatmet? Haben sie sonst
Bei einer hohen Ozonkonzentration
bilden sich Flecken auf der
Blattoberseite der Tabakpflanze.
noch etwas festgestellt (schnellerer Herzschlag, tieferes Atmen). Wer kann am längsten
die Luft anhalten? Wie lange können die Kinder einen Ton summen ohne Luft zu holen?
Wie weit öffnet sich der Brustkorb, wenn man tief atmet?
PFLANZUNG VON TABAKPFLANZEN
ORT: Klassenzimmer, Pausenhof, Fensterbrett, Schulgar ten.
ZEITAUFWAND: 10 Minuten für die Pflanzung, mehrere Wochen für die
Alle Kinder sitzen ruhig und zählen
ihre Atemzüge.
Beobachtung.
MATERIALIEN: Tabakpflanzen, Sor te Bel-W3: Die Tabakpflanzen reagieren
besonders empfindlich auf Ozon. Ihre Blätter werden fleckig, sobald die Ozonkonzentration nur wenig über die Normalwer te steigt. Die Sor te Bel-B ist weniger empfindlich und reagier t erst bei hohen Ozonkonzentrationen und soll als „Kontrollor“ der
anderen Sor te eingesetzt werden. Zeichenblätter für die Fleckendichten-Kar ten.
KOSTEN: etwa 10,- Euro für die Pflanzen.
UMSETZUNG:
Die Pflanzen werden nun laufend auf Veränderungen der
Blätter untersucht. Bei hohen Ozonkonzentrationen bilden
sich Flecken auf der Blattoberseite. Die Blätter können
dann abgezeichnet werden und die Flecken eingetragen. Mit
dieser sogenannten Fleckdichte-Kar te können die beobachteten
Schäden klassifizier t werden. Mit dieser Methode können keine Ozonkonzentrationen
in der Luft gemessen werden, sondern die biologischen Auswirkungen erfasst werden.
Dieses Kapitel lässt sich
Kontinuierliche Pflege und Schadstoffbestimmungen über Wochen sind bei diesem
sehr gut mit dem Kapitel
Projekt notwendig. Außerdem sollten die Ozonwer te in den Medien beachtet und
Treibhaus Erde verbinden.
hohe Konzentrationen aufgeschrieben werden um die Ergebnisse zu vergleichen.
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A R B EIT S B LAT T
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Sicher hast du schon einmal im Radio gehör t, dass die Ozonvorwarnstufe
überschritten wurde. Vielleicht durftest du dann nicht im Freien spielen. Bodennahes
Ozon bildet sich an heißen, sonnigen Tagen, wenn wenig Wind geht. Es entsteht vor
allem durch die Abgase von Motoren. Ozon ist in der obersten Luftschicht sehr
wichtig, weil es schädliche Sonnenstrahlen filtern kann. In Bodennähe jedoch ist es
für uns Menschen giftig. Hilf doch mit, dass in Zukunft weniger bodennahes Ozon
entsteht. Wie wäre es wenn du einen Leserbrief an eine Zeitung schreibst?
Im Anschluss findest du eine Vorlage, die du nur mehr ausfüllen und ergänzen
brauchst.
Liebe Leserinnen und Leser!
Wir sind die Kinder der ___ Klasse der Volksschule ______________.
Im Unterricht haben wir uns mit unserem Klima auf der Erde
beschäftigt. Dabei haben wir auch viel über Ozon gelernt.
Während Ozon in der obersten Luftschicht sehr nützlich ist und
wir es unbedingt schützen müssen (zum Beispiel in dem wir
Sprays mit Treibhausgasen vermeiden), ist bodennahes Ozon für
uns schädlich. Deshalb bitten wir Sie, uns zu helfen, dass das an
heißen, sonnigen Tagen auch bei uns nicht mehr vorkommt!
Sie könnten zum Beispiel ________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
Vielen Dank für Ihre Mühe
Die Kinder der _______________________.
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A R BEIT S BLATT
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Wenn das Ozon in den oberen Luftschichten zerfällt und nur mehr
die Hälfte der normalen Menge vorhanden ist, spricht man vom
„Ozonloch“. Was kannst du für das Ozon in den oberen
Luftschichten tun? Hier siehst du ein Netz, mit dem du das
Ozonloch wieder schließen kannst. Zeichne in die einzelnen Kreise
die Dinge, die wir vermeiden sollten.
Was die Ozonschicht zum Beispiel zerstört:
Sprays mit Treibhausgasen
Kühlmittel aus Kühlschränken (richtig entsorgen!)
lösungsmittelhältige Kleber, erkennbar am stechenden Geruch!
nichtwasserlösliche Farben und Lacke
Autoabgase
Industrieabgase
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