Trajektorien - Wege der Luft

Der Weg von Gasen und Partikeln durch die Luft ist etwas direkter als der Weg des Geldes. Vor allem der Wind entscheidet, wo die Reise hingeht. Teilweise entscheidet aber auch die Struktur der Erdoberfläche. Täler und Berge können Barrieren bilden. Meer und Land erwärmen sich unterschiedlich schnell und an der Küste gelten spezielle Regeln für den Wind.
 

Aus Windmessungen an Wetterstationen, anhand von Bildern aus Satellitenbeobachtungen und durch Computermodelle können wir die groben Windrichtungen berechnen, die über Europa hinwegziehen. Wir können daraus sehen, wo die Luft, die heute hier ist, vor zwei oder drei Tagen war. Wenn bestimmte Gase oder Teilchen in ihr sind, können wir so abschätzen, wo sie herkommen. Diesen Weg beschreiben die Trajektorien. Trajektorien sind gedachte oder berechnete Wege von Luftmassen.
 

1. Bitte auf den Link klicken, um den Strömungsfilm zu sehen. © terra3D

Trajektorien sind gedachte oder berechnete Linien, entlang derer sich ein Luftpaket bewegt. Ein Luftpaket ist eine Gruppe von Luftteilchen, deren vom Wind bestimmten Weg wir verfolgen.

Claus zeigt Katja eine Karte: „Sieh mal hier. Die Karte zeigt uns Großbritannien. Auf der linken Seite geben die rot gefärbten Regionen bestimmte Gebiete an, in denen hohe Ozonwerte gemessen wurden. Damit Ozon gebildet wird, muss es ein warmer heller Tag sein. Es müssen aber auch bestimmte Chemikalien in der Luft sein: Organische Verbindungen aus Industrieabgasen oder aus dem Wald und Stickoxide aus Verkehrsabgasen. Die Trajektorien sagen uns, woher solche Chemikalien möglicherweise kamen.“
 

Katja sieht die Karte und die Trajektorien an und nickt. „Die Luft kam aus Europa. Im Norden, wo sie einen Weg über das Meer hatte, ist weniger Ozon.“
„Ja, in der Luft aus Europa sind mehr Chemikalien. Manche verschwinden schon auf dem Weg, weil sie absinken oder chemische Reaktionen eingehen. Aber einige kamen offenbar in Großbritannien an und förderten die Ozonproduktion. Natürlich gibt es auch in Großbritannien viele Städte, die selbst wieder Chemikalien produzieren. Aber an der Küste hätte man bei Seewind weniger Ozon erwartet, so wie man es im Norden in Schottland sieht.“
 

Katja denkt nach. „Das ist kompliziert. Also sind die Chemikalien in unserer Luft ein Gemisch. Einige Stoffe wurden direkt vor unserer Haustüre produziert, wie in der Kaffeefabrik. Andere gehen einen weiten Weg. Wir können also gar nichts daran machen, wie schmutzig die Luft in unserer Stadt ist, weil sie aus anderen Ländern kommt?“

„Ja und nein. Die Luft, die einen weiten Weg genommen hat, ist in der Regel nicht so schmutzig. Ich mache mal eine Zeichnung, wie das ist mit der Luft in unserer Stadt.“
 

"Schau, ich zeichne hier eine Landschaft: Eine Stadt, zwei Dörfer, die Bäume stehen für unbesiedeltes Land."

“Ich zeichne hier links und rechts eine Skala für verschieden hohe Luftverschmutzungen ein. Auch in unbesiedeltem Land und kleinen Dörfern gibt es Luftverschmutzung. Sie kommt von weit her und verteilt sich überall. Vielleicht sogar aus Amerika und Asien, sicher aber aus anderen Ländern in Europa. Wir nennen das die „Hintergrundkonzentration“, weil diese Luft im Hintergrund überall da ist. Ich habe das hier in orange gemalt.“
 

Katja unterbricht. „Ist die Luft, die von weit her kommt, immer ungefähr gleich schmutzig?“ 
 

Claus zögert. „Na ja, es ist ein einfaches Bild. Es kommt auch auf den Wind an. Schaue mal auf dieses Satellitenbild und den kleinen Film. Hier kam die Luft genau aus der Sahara und hat sehr viel Sand mitgebracht. Mama schimpft dann oft, weil die Fensterscheiben ganz gelb sind. Aber das kommt ja nicht jeden Tag vor.“
 

6. Dieses Satellitenbild zeigt im rot gestrichelten Bereich eine große Wolke von Wüstenstaub, die in Richtung Europa zieht. Über Norditalien hingegen trüben Abgase über der Poebene die Luft.

„Kommen wir zurück zu dem Bild. Um die Stadt herum symbolisiere ich die Verschmutzung durch einen dunklen Hügel. Dort wo Städte mit Verkehr, Industrie, vielen Häusern und Menschen sind, gibt es auch viel Luftverschmutzung. Sie breitet sich von den Stadtzentren her aus.“
 

"Aber dieses Bild ist nicht genau genug. Wenn du in der Stadt wohnst, kannst du in einem ruhigen Wohngebiet wohnen wie wir hier. Manchmal ist Kaffee in der Luft, aber es fahren nicht so viele Autos. Deine Freundin Conny wohnt an einer Hauptstraße. Dort herrscht den ganzen Tag Autoverkehr – Stickoxide, Ruß und andere Partikel kommen aus dem Auspuff und von den Reifen und verschlechtern die Luft in solchen Straßen. Hier finden wir lokale Spitzenwerte an Partikeln in einer Stadt. So zeichne ich sie auch hier als Spitzen ein.“
 

„Hmmm – ja. Nicht gut für Conny. Es ist sicher nicht besonders gesund, dort zu leben. Aber Conny wohnt im dritten Stock. Und ihr Schlafzimmer ist nach Norden, damit es kühl ist. Kommt der Schmutz auch von Norden durch die Fenster? Du sagtest ja, wir haben meist Westwind.“
Claus lächelt. „Viele gute Fragen! Dies ist gar nicht so einfach zu beantworten. In Straßen mit Häusern stimmen die Hauptwindrichtungen nicht mehr. Wir müssen da mal einen Blick in ein richtiges Forschungsprojekt werfen.“
 

Fortsetzung: Messung am Straßenrand