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Klimawandel im Unterricht 1
Klimawandel im Unterricht 2
UQ 3 Mai 07 Autos und Ozon
F: Ozontrends
F: Mehr NO2 in Städten
G: Partikelfilter
A: Verkehrs- und Immissions-analyse
UQ 2 Mrz 07 Woher kommt Stadtluft?
Klimawandel 2007 IPCC spezial
UQ 1 Nov Dez 06 Partikel in der Luft
Spezial: Okt. 2006 Kommunikation
Nr 10 Sept. 2006 Afrikas Emissionen
Nr 9 Juli 06 Luftverkehr
Spezial: Juni 06 Klimagipfel
Nr 8 April 2006 Ozon & N2 Kreislauf
Nr 7 März 2006 Klimamodellierung
Nr 6 Feb. 2006 Saurer Regen
Nr 5 Jan. 2006 Ozeanischer Schwefel
Spezial: Nov 05 Ozzy Ozon
Nr. 4 Okt. 2005 Licht/Satelliten
Spezial: Sept 05 Wirbelstürme
Nr. 3 Sept. 2005 Methan/Energie
Spezial: Juli 05 Treibhaus Erde
Nr. 2 Juni 2005 Wald/Aerosole
Nr. 1 Mai 2005 Vegetation/ CO2
Impressum
     
Forschung

Forschung A: Ozontrends
(Ergebnisse aus ACCENT)

Die Forschung im ACCENT Projekt hat einen Schwerpunkt auf der Untersuchung von Ozon in der Troposphäre und in der Grenzschicht zur Erdoberfläche. Die Troposphäre ist die unterste Schicht in der Atmosphäre, in der sich alle Wetterereignisse abspielen. Die "planetare Grenzschicht" bilden die untersten 1-2 km über dem Erdboden, also die Luft, die wir täglich einatmen.
  

Ozon ist nicht gesund. In hohen Konzentrationen ist es wirklich schädlich, für die Atemwege ebenso wie für die Pflanzen. Eine wichtige Ursache für die Ozonbildung ist, dass Stickoxidemissionen (NO and NO2) in die Luft entlassen werden. Im städtischen Raum werden diese Stickoxide vor allem vom Straßenverkehr und der Industrie produziert, auf dem Ozeanen auch von Schiffen. Es gibt aber auch natürliche Quellen wie Vegetationsfeuer und Gewitter.
  

Grenzschicht

1. Die planetare Grenzschicht (unterhalb der gestrichelten Linie) ist die troposphärische Schicht, die dem Erdboden am nächsten ist. © NOAA

Ozontrends

2. Jüngste Ozontrends von verschiedenen Messstationen auf der Nordhalbkugel. Quelle: ACCENT, Antworten auf die Urbino-Fragen

In den Motoren von Personenwagen, Lastwagen und Bussen ist es so heiß, dass der Luftstickstoff (N2) oxidiert wird. Katalysatoren haben sehr viel dabei geholfen, die Emissionen zu reduzieren und die Ozon-Spitzenwerte zu senken. Aber das Problem ist noch lange nicht gelöst. Andererseits ist es nicht nur eine Frage der Stickoxide. Auch der Anstieg der Konzentrationen von Methan und Kohlenmonoxid (CO) sowie von Kohlenwasserstoffen in der Atmosphäre wirken sich auf die Bildung von Hintergrundozon aus.
  

Der Gipfel der Zugspitze (deutsche Alpen) und Mace Head (Observatorium an einem einsamen Platz der irischen Küste) sind zwei Messstationen in Europa, an denen die Luft für gewöhnlich relativ rein und wenig von den Städten beeinflusst ist. Die Ozonwerte sind hier jedoch über die letzten beiden Jahrzehnte angestiegen.
   

Mace Head

3. Mace Head (Quelle: Mace Head Observatory)

Zugspitze

4. Observatorium auf der Zugspitze, Photo: Maximilian Dörrbecker

Dies ist zu einem guten Teil deshalb der Fall, da die Emissionen von Ozon bildenden Vorläufern aus menschlichen Quellen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts weltweit gestiegen sind. Stickoxide werden zum Beispiel in Form von Peroxiacetylnitrat (PAN) über lange Strecken transportiert. Nun sinken die Stickoxidkonzentrationen in vielen Industrieländern, aber eine Menge an Ozon oder Ozonvorläufern wird immer noch "importiert". Wir berichteten hierüber im ACCENT Magazin Nr. 8: Hintergrundozon und Ferntransport von Stickoxiden
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/5o7.html

Aber die Abbildung zeigt auch: Die Ozonbildung ist Teil komplexter chemischer Prozesse in der Atmosphäre. Sie kann von Jahr zu Jahr und von Station zu Station schwanken.
In den ländlichen Gegenden Großbritanniens sind die Werte leicht gesunken.
  

Größere Mengen an Stickoxiden werden in den städtischen Räumen gebildet. Versuche zu ihrer Reduzierung sind weniger erfolgreich als für andere Abgase. Die partielle Reduzierung der Stickoxide führt auch dazu, dass in der Stadt weniger Ozon durch die Reaktion mit Stickstoffmonoxid zerstört wird. Aber es ist immer noch genug NO und NO2 vorhanden, um die Ozonbildung zu ermöglichen. Daher steigen die Ozonwerte in den Stadtzentren. Nur eine sehr starke Reduktion der Stickoxide würde helfen, dies zu vermeiden. Sie wurde bislang allerdings nicht erreicht.´
 

Großbritannien, Ozon in ländlichen Räumen

5. Zeitreihe der maximalen achtstündlichen Ozon Mittelwerte. Die Werte stammen aus einer Auswahl von Langzeitmessungen des EMEP Programms in ländlichen Regionen Großbritanniens von 1990 bis 2003. Quelle: Derwent 2006.

Daher sagen ACCENT Wissenschaftler in ihren Antworten auf die Urbino Fragen:
"Die Auswirkungen hinsichtlich Ozonbelastung für die Bevölkerung sind komplex. Wenngleich wir die mittleren Konzentrationen in ländlichen Gebieten weiträumig senken mögen, indem wir die Emissionen an Ozonvorläufern reduzieren, so wird doch der Anstieg in den Städten einen größeren Anteil der Bevölkerung treffen und dadurch die Gesamtbelastung erhöhen."
  

globale und lokale Ozonquellen

6. Die örtliche Ozonkonzentration setzt sich zusammen aus a) dem Hintergrundozon, das seinen Ursprung in über Ferntransport eingetragenen Substanzen wie PAN hat und b) der lokalen Produktion, die zu großen Teilen auf den Verkehr in den Städten zurückgeht, durch den NO oder NO2 emittiert werden. NO reduziert Ozon in der Stadt und reagiert dabei zu NO2. NO2 wiederum bildet unter bestimmten Umständen Ozon zurück. Siehe auch:
www.atmosphere.mpg.de/
enid/20x.html

 

Die Schlussfolgerung ist: Ozon-Spitzenwerte fallen, während die Werte des Hintergrundozons auf dem Weg sind in einen möglicherweise gesundheitsbeeinträchtigenden Bereich von 35-40 ppb vorzustoßen. Dies gilt insbesondere im sonnigen und warmen Südeuropa. Solche Werte können auch negative Auswirkungen für das Pflanzenwachstum haben. Es ist nicht zu erwarten, dass es während der nächsten 20 - 30 Jahre zu starken Veränderungen kommen wird.
 

7. Zielwerte, Information der Bevölkerung und Alarmwerte für Ozon in Konzentrationen [µg/m3] und Mischungsverhältnissen [ppb].

Ozon Alarmwerte

7. Ozon-Alarmwerte

Im Teil "Forschung B: Mehr NO2 in den Städten" dieser Ausgabe werden wir sehen, dass bei weitem nicht alle Ozonprobleme nach Europa importiert werden. Reinigungstechnologien für Autos wie Partikelfilter können sogar eine Quelle von mehr Stickstoffdioxid in Stadtgebieten sein.
 
 

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ACCENT / ESPERE

last updated 31.01.2008 | © ACCENT - Atmospheric Composition Change 2013