Am 16. September ist Internationaler Tag zum Erhalt der Ozonschicht. Zu diesem Anlass hat die Fachredaktion für Biologie kostenlose Lehrmaterialien zusammengestellt, um das Thema Ozonschicht und Klimawandel im Unterricht zu behandeln.

Die Ozonschicht befindet sich ungefähr 15 bis 25 Kilometer über der Erdoberfläche in der Stratosphäre und schützt uns vor den zellschädigenden, ultravioletten Strahlen der Sonne. In den 70iger und 80iger Jahren stellten Wissenschaftler*innen eine Ausdünnung dieser Schicht fest. Deshalb wurde am 16. September 1987 das Montrealer Protokoll unterzeichnet, welches aktuell von allen 197 UN-Staaten der Welt ratifiziert worden ist. Dieses internationale Abkommen zeigt  Wirkung: Bis 2004 ging der weltweite, Ozonschicht-schädigende FCKW-Einsatz um rund 97 Prozent zurück – in Deutschland sogar um mehr als 98 Prozent! Trotzdem wird es aller Voraussicht nach noch bis Mitte dieses Jahrhunderts dauern, bis die Ozonwerte in der Stratosphäre wieder auf normalem Niveau sind. 

Der internationale Tag zum Erhalt der Ozonschicht soll auf diesen Zustand aufmerksam machen und ermutigen, sich aktiv mit den Themen Erdatmosphäre, Ozon, Ozonschicht, Klimawandel und dem Sommersmog, dem “schlechten” Ozon, auseinanderzusetzen. Auch Schulen und Lehrer*innen sind hierbei gefragt!

WirLernenOnline hilft Lehrer*innen dabei, die Ozonproblematik aus verschiedenen Perspektiven im Unterricht zu behandeln. Die einzelnen Fachportale von WirLernenOnline bieten pädagogisch und didaktisch bewährte Medien, Arbeitsblätter und Unterrichtsbausteine. Im Folgenden zeigen wir dir exemplarisch, wie du die von WLO gesammelten Unterrichtsmaterialien für deine eigene Unterrichtsplanung nutzen kannst.

Ozonproblematik – Wo und wie im Unterricht aufgreifen?

Die Erdatmosphäre, die gasförmige Hülle der Erdoberfläche, besteht aus mehreren Schichten, von denen die Stratosphäre bei ungefähr 15 Kilometern Höhe beginnt und die Ozonschicht enthält. Diese hat die Aufgabe, die Biosphäre der Erde, also Menschen, Tiere und Pflanzen, vor den schädlichen ultravioletten Strahlen der Sonne zu schützen, indem sie diese Strahlung absorbiert und in Wärme umwandelt. Das ist auch der Grund für die – im Gegensatz zu den anderen Schichten der Erdoberfläche – hohe Temperatur der Stratosphäre. Beträgt die Temperatur am Übergang der Tropo- zur Stratosphäre noch ca. -60 Grad Celsius, so ist sie beim Übergang zur Mesosphäre schon auf 0 Grad gestiegen. Die Ozonschicht ist also verantwortlich für die thermische Struktur der Stratosphäre und beeinflusst dadurch auch das globale Klimasystem auf der Erde.

Auf den Fachportalen Biologie, Chemie, Nachhaltigkeit und Physik findest du vielfältige Materialien zu den Themen Ozon, Ozonschicht und UV-Strahlung. Diese Materialien werden wir exemplarisch im Folgenden vorstellen und dir so zeigen, wie dir WirLernenOnline bei der Vorbereitung deines Unterrichts helfen kann.Spezifische Informationen zu den Hintergründen des Internationalen Tages zum Erhalt der Ozonschicht finden sich auf den Seiten des BMUV und der United Nations.

Wie gelingt der Einstieg in das Thema?

Um Schüler*innen der Primarstufe auf das Thema aufmerksam zu machen, bietet sich der Film des ZDF “Tag zum Erhalt der Ozonschicht” an.

Schüler*innen ab der Sekundarstufe können sich anhand des Films “Mission Ozonloch: Wie wir die Erde gerettet haben” auf Planet Schule über die Ozonschicht informieren. Unter anderem behandelt der Film die Fragen, warum und wodurch sie gefährdet wurde und wie es schließlich gelang, die Abnahme und Ausdünnung der Ozonschicht zu verlangsamen. 

Das Material “Forschungsthema Ozon” bietet ebenfalls für Schüler*innen der Sekundarstufe viele Informationen darüber, wie Ozonwerte gemessen werden und welche Auswirkungen die Veränderungen der Ozonschicht für unser Klima haben. Außerdem gibt es auch Informationen sowohl über die Erdatmosphäre und ihre einzelnen Schichten als auch über tagesaktuelle Ozonwerte.  

Auf der Seite von ESPERE gibt es ein spezielles Kapitel über das stratosphärische Ozon, in dem sich auch zwei Arbeitsblätter finden, anhand derer die Schüler*innen mittels verschiedener Fragestellungen das Thema rekapitulieren können.

Ozon existiert jedoch nicht nur als Schicht in der Stratosphäre, sondern kann unter bestimmten Bedingungen auch bei uns auf der Erde entstehen: Das ist dann der sogenannte “Sommersmog”. In dem  Video “Viel Sonne, viel Ozon” des Umweltbundesamtes können sich Schüler*innen der Sekundarstufe darüber informieren, wie sich dieses “schlechte” Ozon bildet und warum es gefährlich für unsere Gesundheit ist.

Zum Abschluss dieser Lerneinheit empfehlen wir das  Breaking Lab Video, “Gutes versus schlechtes OZON”, in dem aufgezeigt wird, was die Unterschiede zwischen der schützenden Ozonschicht in der Stratosphäre und dem bodennahen, sogenannten “schlechten” Ozon sind. Alternativ kann auch das Video des Bundesumweltamtes “Ozon – Schützende Schicht und giftiges Gas” herangezogen werden.

Ozonschutz = Klimaschutz?

Die Zerstörung der Ozonschicht ist einer der Faktoren, der für den Klimawandel auf der Erde verantwortlich ist. Um dieses Thema für den Unterricht in der Sekundarstufe aufzubereiten, empfehlen wir die Seiten “Klimatische Auswirkungen des Ozonlochs” vom Bildungsserver Wiki und “Forschungsthema: Ozon” der Wissensplattform Erde und Umwelt, auf denen sehr viele Informationen zu diesem Thema gefunden werden können.

Für die Schüler*innen der Sekundarstufe gibt es auch mehrere Möglichkeiten, sich des Themas praktisch-methodisch anzunähern: Beispielsweise können sie anhand von Experimenten Ozon nachweisen, die Absorption von UV-Strahlung durch Ozon nachstellen, herausfinden, was Ozon mit Pflanzen macht und die Wirkung von verschiedenen Sonnenschutzmitteln experimentell unterscheiden. Dazu bieten sich die Experimente von Prof. Blume (Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie) an, die in dem Link unter dem Punkt “Experimente” in der Navigation links zu finden sind.

Bei der Behandlung des Klimawandels als Thema wirst du natürlich nicht  um den Begriff des Treibhausgases herumkommen. Insbesondere die anthropogenen Treibhausgase und wie diese den natürlichen Treibhauseffekt, der dafür sorgt, dass überhaupt Leben auf der Erde möglich ist, stören, sollten im Unterricht besprochen werden. Dazu empfehlen wir die Seiten von LeifiPhysik über Treibhausgase, die Seite über Treibhausgase von Serlo und die Seite “Ozonabbau in der Stratosphäre” vom Bildungsserver Wiki. Insbesondere werden hier auch die chemischen Hintergründe zur Wirkungsweise von FCKW auf die Ozonschicht beschrieben.

Anhand diverser Versuche zu den Treibhausgasen können sich die Sekundarstufenschüler*innen auch praktisch-methodisch mit dieser Thematik auseinandersetzen. Dazu bietet sich beispielsweise das Skript “Versuche zum Treibhauseffekt” der Physikdidaktik der Freien Universität Berlin an.

Auch das Zusammenspiel von Wetter und Klima sollte im Unterricht thematisiert werden. In diesem Kontext kann es zum Beispiel um die Frage gehen,  warum es überhaupt zum heutigen Klimawandel gekommen ist, wie der Treibhauseffekt physikalisch genau funktioniert und warum dieses Phänomen den Klimawandel begünstigt. Dazu empfehlen wir diese drei aufeinander aufbauenden Materialien von der Bundeszentrale für politische Bildung: “Wetter, Klima und Klimawandel”, “Klimaveränderung heute und morgen” und “Von Menschen gemacht”.

Möchtest du das wichtige Thema des Klimawandels im Unterricht vertiefen, empfehlen wir dir unsere Vorschläge zur Integration in den Unterricht, die wir für den Internationalen Tag der Umwelt zusammengestellt haben. Das Lehrmaterial “Klimawandel verstehen” von Pindactica bietet dir zudem ein komplettes Unterrichtskonzept an.

Ganz aktuell: Aufgrund der heißen Sommer und der damit steigenden Waldbrandgefahr, empfiehlt es sich, die Schüler*innen auch auf das Thema Waldbrandgefahr aufmerksam zu machen, weil es dadurch ebenfalls zu einer zusätzlichen Gefährdung der Ozonschicht kommt. Hierbei empfehlen wir die Seite “Große Waldbrände gefährden die Ozonschicht” vom Deutschlandfunk und die Seite “Waldbrand in Brandenburg” des ZDFs.

Auf letztgenannter wird sowohl erklärt, wie die Feuerwehr bei einem Einsatz vorgeht, als auch was jede*r Einzelne tun kann, um Waldbrände zu verhindern.

Sommer ohne Sonnenbrand?

Da die UV-Strahlung der Sonne nicht nur positive Auswirkungen hat, sondern auch einige Gefahren birgt, sollte auch das Thema Sonnenschutz in den Unterricht integriert werden. Hier bietet sich das Unterrichtsmaterial “Sonne – aber sicher!” vom Bundesamt für Strahlenschutz an, das für Schüler*innen von der Primarstufe bis zur Sekundarstufe I geeignet ist. Auch das YouTube-Video “UV-Strahlung” vom Bundesamt für Strahlenschutz kann den Schüler*innen nahelegen, warum die Sonnenstrahlung auch schädigende Effekte haben kann.

Alternativ können auch die vom Umweltbundesamt zusammengestellten Materialien “Sommer ohne Sonnenbrand!” über UV-Strahlung, Sonnenbrand und die damit einhergehenden Gefahren benutzt werden, die ebenfalls für Schüler*innen der Primar- als auch der Sekundarstufe geeignet sind.

Ozon in Bodennähe?

Ozon existiert nicht nur als Schicht in der Stratosphäre, sondern kann unter bestimmten Bedingungen auch bei uns auf der Erde als sogenannter “Sommersmog” entstehen. Zur Bearbeitung dieses Themas bietet sich das Selbstlernmaterial “Ozon in Bodennähe” der ETH Zürich an, welches auch den Bogen zum Ozon in der Stratosphäre schlägt und die Unterschiede verdeutlicht. Auf der Seite “Gesundheitsrisiken durch Ozon” des Umweltbundesamtes gibt es darüber hinaus spezielle  Informationen über die gesundheitlichen Risiken des bodennahen Ozons. 

Um das Thema “Luftverschmutzung in Städten” im Unterricht aufzugreifen, empfehlen wir die Materialien vom Bundesumweltamt, welche für Schüler*innen der Sekundarstufe geeignet sind. Weitere Materialien zu den Zusammenhängen von Emissionen und bodennahem Ozon finden sich in der Sammlung “Luft” in unserem Portal Nachhaltigkeit.

Wie du exemplarisch gesehen hast, bietet dir WirLernenOnline eine große Vielzahl thematisch passender, frei verfügbarer und zu großen Teilen redaktionell geprüfter Inhalte zu aktuellen Themenstellungen an. Versuche doch auch zu anderen Themen mal die Suchfunktion – oder stöbere in unseren Themenportalen!

Und nun wünschen wir dir, deiner Schule und natürlich deinen Schüler*innen ganz viel Spaß und viele neue Erkenntnisse beim Welttag zum Erhalt der Ozonschicht.