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18.11.2013 | Luft | Interview | Onlineartikel

Klimagasen weltweit auf der Spur

Autor:
Günter Knackfuß

In manchen Regionen der Welt wird die Luftverschmutzung in den kommenden Jahrzehnten stark zunehmen. Schon heute machen die "schmutzigen Fünf" (NO2, SO2, CO, Ozon, Feinstaub) den Menschen in vielen Regionen der Erde das Leben schwer. Betroffen sind u.a. die Megastädte Mumbai, Karatschi, Lagos oder Peking. Die historischen und aktuellen Phänomene der irdischen Lufthülle untersuchen die Mainzer Wissenschaftler am Max Planck-Institut in ihren Studien der Atmosphärenchemie. Wir sprachen dazu mit Prof. Dr.-Ing. Jos Lelieveld, Direktor des Instituts.

Springer für Professionals: Als Handwerkzeug für die Untersuchung der globalen Luftqualität dient ihnen das Modell EMAC. Wie funktioniert dieses ganzheitliche Erdsystemmodell?

Prof. Jos Lelieveld: Es handelt sich dabei um ein chemisches Atmosphärenmodell, mit dem wir rechenintensive globale, regionale und lokale Simulationen durchführen können. Das heißt, wir simulieren, wie sich luftchemische und meteorologische Prozesse weltweit gegenseitig unter verschiedenen Bedingungen beeinflussen. So können wir beispielsweise herausfinden, welche Wechselwirkungen es zwischen der Sonneneinstrahlung, Wolken und Niederschlag und der Luftverschmutzung gibt. Das Wesentliche an dem von uns entwickelten EMAC-Modell ist außerdem, dass damit erstmals alle fünf besonders gesundheitsschädlichen Luftschadstoffe (Stickstoff, Schwefeldioxid, Ozon, Kohlenmonoxid und Feinstaubpartikel) in die Berechnungen einbezogen werden können. Ziel unserer Berechnungen ist es, zu verstehen, welche Auswirkungen die durch den Menschen verursachten Veränderungen in der atmosphärischen Zusammensetzung auf die weltweite Luftqualität und letztendlich den Klimawandel haben.

Eine zentrale Größe ihrer Berechnungen ist der Mulit-Pollutant-Index. Was verbirgt sich dahinter?

Es ist eine Kennzahl für den Grad der Luftverschmutzung. Er fasst die Schmutzstoffe, die die menschliche Gesundheit beeinflussen (Ozon, Feinstaub, Kohlenmonoxid, Schwefel- und Stickoxide) in einem einzigen Wert zusammen. So kann man die Luftqualität in unterschiedlichen Regionen, Ländern und Städten direkt miteinander vergleichen.

Die Resultate werden auf "Weltkarten der Luftverschmutzung" bis in die Jahre 2025 und 2050 abgebildet. Was prognostizieren die aktuellen Ergebnisse?

Unter der Annahme, dass alles so weiterläuft wie bisher, werden sich in den nächsten Jahrzehnten bis zum Jahr 2050 vermutlich China, Nordindien und der Mittlere Osten zu Schadstoff-Hotspots entwickeln. Dort wird das Atmen durch dichten Smog zur Qual. Die Luftverschmutzung in den Ballungsgebieten dieser Schwellen- und Entwicklungsländer wird voraussichtlich auf das Dreifache der heutigen Werte ansteigen.

Wie beurteilen sie die künftige Entwicklung der Luftbelastung in Europa?

Da bei uns in Europa bereits seit etlichen Jahren wirksame Umweltgesetze existieren, wird sich die Situation nicht so drastisch verschlechtern wie in den Schwellen- und Entwicklungsländern. Auch Nordamerika wird glimpflicher davon kommen. Effektive Emissionsfilter in der Industrie und bei den Autoabgasen verhindern hier Schlimmeres. Trotzdem wird auch in diesen Regionen die Schadstoffkonzentration in der Luft zunehmen.

Sie sind auch den Hydroxylradikalen auf der Spur, die für eine gewisse Selbstreinigung der Atmosphäre sorgen. Welche Rolle spielen diese Moleküle bei ihren Forschungen?

Diese Hydroxylradikale (OH-Radikale) können auch als „Waschmittel“ der Atmosphäre bezeichnet werden. Sie oxidieren Schadstoffe wie Kohlenmonoxid oder Methan, sodass diese wasserlöslich werden und mit dem nächsten Regen aus der Atmosphäre gewaschen werden. Ohne diese OH-Radikale wäre die Qualität unserer Luft bereits wesentlich schlechter und auch der Klimawandel wäre weiter vorangeschritten als er es bisher ist. Für unsere Modellrechnungen war es deshalb wichtig, diesen natürlichen Reinigungsprozess zu verstehen und miteinzubeziehen, um die Vorhersagen zuverlässiger werden zu lassen.

Welche Alternativen sehen sie, um die "schmutzigen Fünf" weltweit zu reduzieren?

Die Einführung und vor allem Einhaltung von Umweltgesetzen zur Minderung des Schadstoffausstoßes halte ich für einen ersten wesentlichen Schritt. Ebenso wichtig sind Investitionen in neue, umweltfreundliche Technologien, die weniger Schadstoffe und Klimagase in die Luft entlassen.

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