Satelliten beobachten spektakuläre Zunahme der Luftverschmutzung über China
Dies ergaben Messungen der Satelliteninstrumente GOME auf ERS-2 und SCIAMACHY auf ENVISAT, die von Wissenschaftlern der Universität Bremen, des Max-Planck-Instituts für Meteorologie (MPI-M) in Hamburg und des französischen CNRS ausgewertet und interpretiert wurden. Dazu stellten Mitarbeiter des MPI-M Modellergebnisse des globalen Chemie Transport Modells MOZART zur Verfügung, welche zur Interpretation der Satellitenmessungen verwendet wurden.
- Abbildung 1: Weltweite Entwicklung der Stickoxid-Belastung wie sie aus Daten der Satellitensensoren GOME und SCIAMACHY bestimmt wurden. In Blau dargestellt sind Regionen in denen die Belastung seit 1996 abgenommen hat. In Rot dargestellt sind Regionen in denen die Belastung zugenommen hat. In den in Grau dargestellten Regionen gab es keine signifikante Änderung. Eingefügt ist die Zeitreihe für China, in der der drastische Anstieg seit 1996 deutlich zu erkennen ist.
Die am 1. September 2005 in der renommierten Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie zeigt, dass das rasante Wachstum der chinesischen Wirtschaft zu einem Anstieg des Luftschadstoffes Stickstoffdioxid geführt hat und sich dadurch die Luftqualität dort dramatisch verschlechtert. Verteilungen der Stickstoffdioxidkonzentrationen über Europa, Nord-Amerika und Asien sind in Abbildung 2a-c dargestellt. Der beobachtete Trend lässt darauf schließen, dass sich der Anstieg voraussichtlich weiter fortsetzen wird (vgl. Abb. 1). Gleichzeitig wurde festgestellt, dass die Stickstoffdioxidkonzentrationen in den meisten Industrieländern stagnieren oder sogar deutlich abnahmen (siehe Abb. 1). Dies ist auf die in den vergangen Jahren umgesetzten Maßnahmen zur Reduktion der Emissionen zum Beispiel in Kraftwerken und Automotoren zurückzuführen, sowie auf den Einsatz sauberer Brennstoffe. In der Studie wurde zudem festgestellt, dass bisherige Abschätzungen für China den Anstieg des Stickstoffdioxids deutlich unterschätzen, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, dass nicht alle Emissionsquellen vollständig erfasst sind. Hier können die Satellitendaten zukünftig helfen, die Emissionsquellen besser zu erfassen.
- Abbildung 2a: Mittlere Werte der Stickstoffdioxid-Konzentration über Asien für den Zeitraum Dezember 2003 bis November 2004, wie sie aus SCIAMACHY-Daten bestimmt wurden.
- Abbildung 2b: Mittlere Werte der Stickstoffdioxid-Konzentration über Europa für den Zeitraum Dezember 2003 bis November 2004, wie sie aus SCIAMACHY-Daten bestimmt wurden.
- Abbildung 2c: Mittlere Werte der Stickstoffdioxid-Konzentration über Nord Amerika für den Zeitraum Dezember 2003 bis November 2004, wie sie aus SCIAMACHY-Daten bestimmt wurden.
Chinas Bevölkerung (rund 1.3 Milliarden Einwohner oder 20% der Weltbevölkerung) hat sich in den letzten 100 Jahren mehr als verdoppelt. China ist die drittgrößte Volkswirtschaft der Erde und hatte zwischen 1999 und 2003 ein Wirtschaftswachstum von durchschnittlich 8% pro Jahr. Der Energieverbrauch wächst stark, liegt zur Zeit pro Kopf jedoch erst bei ca. 1/9 des Wertes der USA. Die Anzahl der Fahrzeuge pro Kopf liegt ebenfalls weit unter dem Weltdurchschnitt, hat sich aber zwischen 1995 und 2002 auf 20.5 Millionen verdoppelt.
Stickstoffdioxid ist ein gesundheitsschädliches Gas das Atemwegsprobleme und Lungenschädigungen verursacht. Es entsteht mit anderen Stickoxiden hauptsächlich in Verbrennungsprozessen zum Beispiel in Kraftwerken, Automotoren oder Waldbränden.
Neben der direkten Schädigung der Gesundheit sind Stickoxide zudem von besonderer Bedeutung, da sie zusammen mit flüchtigen Kohlenwasserstoffen zur Bildung von Ozon im so genannten Sommersmog führen und darüber hinaus zur Entstehung des sauren Regens beitragen.
GOME und SCIAMACHY wurden Ende der 80’er Jahre unter Federführung von Prof. J. P. Burrows, Universität Bremen, den Raumfahrtagenturen ESA und DLR als Satellitenexperimente vorgeschlagen. GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) auf dem Satelliten ERS-2 misst seit 1995 für die Ozonchemie und die Luftqualität relevante Verteilungen von Spurengasen. GOME wurde von der ESA gebaut und betrieben. Der Atmosphärensensor SCIAMACHY (Scanning Imaging Spectrometer for Atmospheric Chartography) auf ENVISAT misst seit 2002 die für die Luftqualität, den Treibhauseffekt und die Ozonchemie relevanten Konzentrationen von Spurengasen. Der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der niederländischen Raumfahrtagentur (NIVR) beigesteuerte Atmosphärensensor SCIAMACHY ist eines von zehn wissenschaftlichen Instrumenten auf dem von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gebauten Erdbeobachtungssatelliten ENVISAT. Die wissenschaftliche Leitung des Projektes SCIAMACHY liegt beim Institut für Fernerkundung und Umweltphysik (IFE/IUP) der Universität Bremen.
Originalartikel
"Increase in tropospheric nitrogen dioxide over China observed from space" von Andreas Richter, John P. Burrows, Hendrik Nüß, Claire Granier und Ulrike Niemeier in Nature
Kontakt:
Dr. Andreas Richter
Institut für Umweltphysik der Universität Bremen
Tel: 0421 - 218 4474
Fax: 0421 - 218 4555
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Dr. Claire Granier
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel: 040 - 41173 - 411
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Dr. Ulrike Niemeier
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel: 040 - 41173 - 130
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2. September