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Der Himmel über den Megastädten

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Der Himmel über den Megastädten

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Stoßzeit in Paris: auf den berühmten Champs Elysee, einer der Hauptverkehrsadern der Stadt, geht es nur langsam voran. Die Autofahrer müssen sich in Geduld üben. “Der Verkehr ist die Hauptursache für Umweltverschmutzung in Paris.”, erklärt Matthias Beekmann, der Forschungsleiter des französischen Zentrums für wissenschaftliche Forschung CNRS.

Ein Franzose von fünf wohnt und arbeitet im Ballungsraum Paris. Dem Koordinator des Metropoli Projekts, Alexander Baklanov zufolge leben in über 20 Städten bereits mehr als zehn Millionen Menschen, und dieser Trend wird sich fortsetzen.

Paris ist eine dieser sogenannten Megastädte. Ein europäisches Forschungsprojekt untersucht am Beispiel der französischen Hauptstadt, wie sich die Umweltverschmutzung auf Atmosphäre und Klima auswirkt. “Wir interessieren uns für die Entwicklung der Umweltverschmutzung in einem Ballungsraum.” Beekmann erklärt weiter: “Aber das ist nur der Anfang, wir erforschen außerdem die Auswirkungen der Abgase und der Verschmutzung innerhalb eines Kontinents und sogar weltweit.”

Um die Verschmutzung zu ermitteln, muss man die Stadt erst einmal verlassen. Frank Drewnick, ein Physiker des Max Planck Instituts erklärt, was es mit diesem Ausflug auf sich hat. “Wir fahren hier mit unserem mobilen Labor und messen dabei die Zusammensetzung der Luft, also die Partikel und Gase in der Luft.”

In einem Feld am nordöstlichen Rand der französischen Hauptstadt misst Frank Drewnick die Luftverschmutzung, die von anderen Teilen Europas aus bis nach Paris gelangt. Die Wissenschaftler haben sich eine isolierte Ecke ausgesucht und ihren Transporter absichtlich 100 Meter weiter weg geparkt, damit die Messungen nicht durch Motorpartikel verfälscht werden. Nur die Partikel und Gase, die von außerhalb hier her geweht werden, sollen auf den Messungen aufscheinen. Drewnick klärt uns über die Herkunftsgebiete der Verschmutzung auf: “Die Emissionen kommen vor allem aus den Benelux-Ländern, das ist die nächste Quelle, aber zu einem großen Teil auch aus Osteuropa, wo viele Kohlekraftwerke noch sehr viel Schwefeldioxid in die Luft ausstoßen.”

Zurück in der Stadt begeben wir uns zum Hauptquartier der Forscher. Matthias Beekmann und der Koordinator des Projekts Alexander Baklanov verarbeiten die im Winter gesammelten Daten. Sie vergleichen die Messwerte mit den Verschmutzungsraten aus einem Monat im letzten Sommer. Die Instrumente auf dem Dach des Labors mitten in Paris funktionieren rund um die Uhr und messen sogenannte organische Aerosolpartikel. “Aerosole, das ist Staub, es sind also sehr kleine Partikel, die in der Luft schweben und die der Mensch einatmen kann; deswegen sind sie gesundheitsschädlich” so Beekmann. “Ein Teil dieser Aerosolpartikel ist organisch und besteht aus chemischen Elementen wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff.”, erklärt uns der Wissenschaftler weiter.

Eine Mannschaft irischer Forscher nimmt an dieser einmonatigen Felduntersuchung teil. Das Spektrometer identifiziert Verschmutzungspartikel von Autos, Heizungen und Holzfeuern. Bei starkem Westwind spürt es sogar Salzpartikel auf, die vom Atlantik herübergeweht werden. An den Änderungen der Luftqualität lässt sich der tägliche Lebensrythmus der Städter ablesen. Robert Healy ein Forscher des irischen University Colleges von Cork kennt die Gewohnheiten der Pariser: “Der sauberste Abschnitt ist immer zwischen drei und vier Uhr früh, denn zu dieser Zeit geschieht nicht viel, dann gibt es durch den Berufsverkehr einen Höchstwert um sieben Uhr früh, nachmittags flaut es ab und dann geht es zur Stoßzeit zwischen fünf und sechs wieder hoch.”

Die Partikel, die von Autos und Fabriken ausgestoßen werden, bleiben in der Luft, manche nur ein paar Tage und manche hunderte Jahre lang. Ihre Auswirkungen gehen über ihre unmittelbare Umgebung hinaus. Beekmann erklärt das Ganze anhand der Reise eines dieser Teilchens: “Ein Partikel, das von einem Auto ausgestoßen wird, vermischt sich mit der Atmosphäre und kann hunderte Meter, ja sogar bis zu einem Kilometer in die Luft aufsteigen, das kommt auf die Jahreszeit an. Im Sommer steigen die Partikel höher als im Winter. Dann kann jedes einzelne hunderte bis tausende Kilometer weit weggetragen werden.”

Der Klimatologe Bill Collins vom nationalen meterologischen Dienst Großbritanniens untersucht, wie Megastädte die weltweite Luftqualität beeinflussen. Umweltverschmutzung kennt keine Grenzen und legt bisweilen große Strecken zurück. Collins kann die Luftverschmutzung auf seinem Computer verfolgen: “Diese Graphik zeigt die Messwerte einer bestimmten Schadstoffmischung, die sogenannten Ozonwerte. Und man kann sehen, wie diese Verschmutzungswolke je nach Wetterbedingungen rund um die Erde geht. Wir haben drei Megastädte kombiniert: New York, Washington und Boston, und man sieht hier sehr schön die rote Abgasfahne. Schön ist sie natürlich nicht für die Menschen, die mit ihr leben müssen. Starke Westwinde blasen regelmäßig diese Abgasfahne über den Nordatlantik bis nach Grossbritannien und Westeuropa hinüber.”

Ozon ist schädlich für die Gesundheit von Menschen und Pflanzen. Andere Abgase aus Megastädten beeinflussen das Klima. Collins interssiert sich auch für die kurzfristigen Auswirkungen der Luftverschmutzung: “Sie wirkt sich auf das Klima aus. Erstens wäre da der Treibhauseffekt. Es ist allgemein bekannt, dass Kohlendioxid jahrhundertelang in der Atmosphäre bleibt. Die Abgase, die aus dem Auspuff eines Autos kommen, beeinflussen das Klima langfristig. Ich interessiere mich jedoch für die Bestandteile, die kurzlebiger sind. Einer von ihnen ist Schwefel, er verwandelt sich in der Atmosphäre in etwas, was wir Schwefel-Aerosole nennen. Es handelt sich um hellweiße Partikel, die die Sonne reflektieren und so die Atmosphäre abkühlen.”

Collins möchte nun herausfinden, ob und inwieweit dieser kühlende Effekt die CO2-Erwärmung kurzfristig ausgleicht. Die Auswirkungen der Abgase und Partikel auf das Klima weltweit zu untersuchen, ist ein neues ehrgeiziges Unternehmen. “Von einem wissenschaftlichen Standpunkt aus, ist der Maßstab der Prozesse, die wir hier untersuchen ziemlich gross. Das macht dieses Projekt so einzigartig.” sagt Alexander Baklanov. “Zum ersten Mal versuchen wir den vollständigen Prozess zu verfolgen, von der Straßenschlucht über die Megastadt bis hin zu den Auswirkungen auf regionaler und globaler Ebene.”

Schätzungen zufolge wird die Erde sich bis 2100 allein aufgrund der Bevölkerung der 34 größten Städte der Welt um rund einen Viertel Grad erwärmen.

megapoli.dmi.dk