6-10 KLIMA OZON SACH INFORMATION STRATOSPHÄRISCHES OZON

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1 SACH INFORMATION 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 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 Art Schutzschild vor UV- Strahlung 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 dort erfolgt dann ein Transport in Richtung Pole. Es gibt zahlreiche natürliche Schwankungen des Ozongehaltes der Stratosphäre, wodurch das sogenannte Ozonloch jedoch nicht erklärt 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 geklärt. Natürliche Faktoren scheinen ebenso daran beteiligt zu sein wie menschlicher Einfluss. Zu den natürlichen Faktoren zählen Vulkanausbrüche, 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. Die Ozonschicht schützt Menschen, Tiere und Pflanzen vor den gefährlichen, energiereichen ultravioletten Strahlen der Sonne. INFO SERVICE: 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 gestört. 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 Sonnenstrahlung in Chlor-Atome gespalten, was zu einer verstärkten Ausdünnung führt. FCKW s sind heute aufgrund internationaler Vereinbarungen weitgehend vom Markt verschwunden. Als Ersatzstoffe werden beispielsweise teilhalogenierte Speziell an sonnenreichen Sommertagen steigt die Konzentration an bodennahem Ozon, das auch den Wald und andere Nutzpflanzen schädigen kann. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH 3.3

2 SACH INFORMATION Kohlenwasserstoffe verwendet, die zwar in der Troposphäre abgebaut werden, jedoch noch ein gewisses Ozonzerstörungspotential aufweisen. Darüber hinaus werden für FCKW s auch halogenierte Ersatzstoffe großtechnisch produziert. 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. Pentan dient als Ersatzstoff für FCKW s beim Aufschäumen von Kunststoffen. 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 führt zu einem Anstieg der UV- Strahlung, die insbesondere das Meeres-Plankton bedroht. Absterbendes Plankton wiederum setzt zusätzliches Kohlendioxid frei, das den Treibhauseffekt weiter verstärkt. BODENNAHES 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 hervorgerufen. 3.3 ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH

3 DIDAKTISCHE UMSETZUNG 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 sensibilisiert 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 sensibilisiert werden. Dieses Spiel lässt sich natürlich gut in jedes der Luft-Kapitel integrieren. Ideen zum 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 hervorragende Indikatoren für bodennahe Ozonbelastung. LERNZIELE: Auch natürliche Ursachen wie Vulkanausbrüche scheinen zur Entstehung des Ozonlochs beizutragen. 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. Sehr hohe Werte können sich negativ auf die Gesundheit des Menschen auswirken, die sich im Freien bewegen und körperlich belasten. 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! ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH 3.3

4 DIDAKTISCHE UMSETZUNG ATEMSPIELE ORT: Klassenzimmer, Pausenhof, Schulgarten,Turnsaal. ZEITAUFWAND: 15 Minuten. MATERIALIEN: Stoppuhr. KOSTEN: keine. Bei einer hohen Ozonkonzentration bilden sich Flecken auf der Blattoberseite der Tabakpflanze. 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. Sofort niedersetzen und wieder die Atemzüge zählen. Um wie viel schneller haben die Kinder geatmet? Haben sie sonst 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? Alle Kinder sitzen ruhig und zählen ihre Atemzüge. PFLANZUNG VON TABAKPFLANZEN ORT: Klassenzimmer, Pausenhof, Fensterbrett, Schulgarten. ZEITAUFWAND: 10 Minuten für die Pflanzung, mehrere Wochen für die Beobachtung. MATERIALIEN: Tabakpflanzen, Sorte Bel-W3: Die Tabakpflanzen reagieren besonders empfindlich auf Ozon. Ihre Blätter werden fleckig, sobald die Ozonkonzentration nur wenig über die Normalwerte steigt. Die Sorte Bel-B ist weniger empfindlich und reagiert erst bei hohen Ozonkonzentrationen und soll als Kontrollor der anderen Sorte eingesetzt werden. Zeichenblätter für die Fleckendichten-Karten. KOSTEN: etwa 10,- Euro für die Pflanzen. Dieses Kapitel lässt sich sehr gut mit dem Kapitel Treibhaus Erde verbinden. 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-Karte können die beobachteten Schäden klassifiziert werden. Mit dieser Methode können keine Ozonkonzentrationen in der Luft gemessen werden, sondern die biologischen Auswirkungen erfasst werden. Kontinuierliche Pflege und Schadstoffbestimmungen über Wochen sind bei diesem Projekt notwendig. Außerdem sollten die Ozonwerte in den Medien beachtet und hohe Konzentrationen aufgeschrieben werden um die Ergebnisse zu vergleichen. 3.3 ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH

5 ARBEITSBLATT Sicher hast du schon einmal im Radio gehört, 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. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH 3.3

6 ARBEITSBLATT 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 3.3 ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH