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Was uns die Pandemie über Möglichkeiten zur Reduzierung der Luftverschmutzung lehren kann


Die COVID-19-Pandemie war nicht nur ein Schock für das menschliche Immunsystem. Es war auch ein Schock für das Erdsystem und veränderte die Luftqualität in Städten auf der ganzen Welt dramatisch.

Als Länder auf der ganzen Welt darum kämpften, die Krankheit einzudämmen, verhängten sie vorübergehende Schließungen. Wissenschaftler durchsuchen jetzt Daten, die von Satelliten und vor Ort gesammelt wurden, um zu verstehen, was uns diese Unterbrechung der menschlichen Aktivitäten über den atmosphärischen Cocktail sagen kann, der die Verschmutzung der Stadt verursacht. Viele dieser vorläufigen Daten wurden auf der Jahrestagung der American Geophysical Union im Dezember geteilt.

Es war bereits bekannt, dass die Aktivitäten der Menschen so stark eingeschränkt wurden, dass die Treibhausgasemissionen im April dramatisch zurückgingen und die vom Menschen erzeugten seismischen Geräusche zurückgingen (SN: 19.05.20; SN: 23.07.20). Diese ruhige Zeit dauerte jedoch nicht an und die Kohlendioxidemissionen begannen im Sommer wieder nach oben zu steigen. April 2020 verzeichnete einen Rückgang des weltweiten Monatsumsatzes von etwa 17 Prozent CO2 -Emissionen aus fossilen Brennstoffen, aber zum Jahresende jährliche CO .-Emissionen2 Die weltweiten Emissionen waren nur um 7 Prozent niedriger als im Jahr 2019. Diese Reduzierung war im Vergleich zu den Hunderten von Jahren, die das Gas in der Erdatmosphäre verweilen kann, zu kurz, um eine Delle in das atmosphärische CO . des Planeten zu hinterlassen2 Niveau (SN: 8/7/20).

Dieser abrupte Stopp vieler menschlicher Aktivitäten – insbesondere des Pendlerverkehrs – führte jedoch nicht nur zu einer kurzzeitigen Reduzierung der Emissionen klimaerwärmender Gase, sondern auch zu einem beispiellosen Experiment für Wissenschaftler, um die komplizierte Chemie von Luftschadstoffen in Städten zu untersuchen. Durch die Änderung der üblichen Schadstoffmischung, die über Städten schwebt, können die Abschaltungen Wissenschaftlern helfen, ein weiteres seit langem bestehendes Elend für die menschliche Gesundheit besser zu verstehen: die schlechte Luftqualität in vielen Städten.

Das soll nicht heißen, dass die Pandemie einen Silberstreifen am Horizont hat, sagt Jessica Gilman, Troposphären-Chemikerin bei der National Oceanic and Atmospheric Administration in Boulder, Colorado: „Elend ist keine Lösung für unsere globalen Umweltherausforderungen.“

Aber es gibt jetzt eine Fülle von Daten aus Städten auf der ganzen Welt darüber, wie die Pandemie die regionalen oder lokalen Konzentrationen der Vorläufer von Ozon, einem Hauptbestandteil von Smog, verändert hat. Zu diesen Vorläufern gehören Stickoxide und flüchtige organische Verbindungen – beides durch den Verkehr produziert – sowie Methan, das von der Öl- und Gasindustrie produziert wird. Mit Satelliten können Wissenschaftler auch beurteilen, wie sich die Konzentrationen dieser Schadstoffe weltweit verändert haben.

Es ist jedoch keine leichte Aufgabe, ein globales Bild der veränderten Stadtverschmutzung zu erstellen. Forscher stellen fest, dass die Auswirkungen der Pandemie auf die Konzentration verschiedener Schadstoffe sehr regional waren, beeinflusst durch Unterschiede in Wind und Regen sowie durch photochemische Wechselwirkungen mit dem Sonnenlicht – deren Intensität sich auch mit der Jahreszeit ändert.

Diese starke Vielfalt regionaler Auswirkungen zeigte sich beispielsweise in den unterschiedlichen Ozonwerten nach der Pandemie in Denver und New York City. Durch den Verkehr entstehende Stickoxid-Gase sind ein starker Vorläufer für erhöhte Ozonwerte in Städten, die die Lunge schädigen und Atemwegserkrankungen auslösen können. Die Vereinigten Staaten haben in den letzten Jahrzehnten Fortschritte bei der Reduzierung dieser Gase gemacht – aber es gab keinen entsprechenden Rückgang der Ozonwerte, berichtete Dan Jaffe, ein Umweltchemiker an der University of Washington Bothell, auf dem Treffen am 9. Dezember.

Die Stilllegungen gaben den Forschern einen Einblick in die Gründe, sagt Jaffe. Vom 15. März bis 23. Juli verzeichnete New York City im Vergleich zu 2019 einen Rückgang des Stickstoffdioxids, eines von mehreren Stickoxidgasen, um 21 Prozent. Obwohl die Schließungen in den Frühlingsmonaten strenger waren, stellte sich heraus, dass die Reduzierung des Stickstoffdioxids im Sommer am stärksten mit der Veränderung der Ozonwerte in der Stadt zusammenhing, fanden die Forscher heraus. „Wir sehen dieses Jahr eine sehr starke Verringerung des Ozons im Sommer“, sagte Jaffe bei dem Treffen unter Berufung auf unveröffentlichte Daten.

Denn in den Sommermonaten reagieren Hitze und Sonnenlicht mit den Vorläufergasen der Atmosphäre wie Stickstoffdioxid zu einem giftigen Cocktail. Solche Erkenntnisse können in einem Jahr ohne Pandemie ein Segen für die politischen Entscheidungsträger sein, was darauf hindeutet, dass sich die Stickoxidvorschriften am stärksten auf den Sommer konzentrieren sollten, sagt Jaffe. „Es ist ein wirklich guter Beweis dafür, dass NEINx Die bis in den Juli 2020 reichenden Kürzungen hatten einen wichtigen Einfluss.“

In Denver ging die Ozonschicht jedoch nicht so konstant zurück – möglicherweise, weil gegen Ende des Sommers im Westen der USA Waldbrände wüteten (SN: 21.12.20). Die Brände produzieren Stickoxide, Kohlenmonoxid und Feinstaub, die auch zur Erhöhung des bodennahen Ozons beitragen können.

„In verschiedenen Städten gibt es unterschiedliche Muster“, sagt Jaffe. „Es gibt viele Faktoren, die es zu klären gilt, und es gibt viel zu tun.“ Ausgestattet mit einer Fülle neuer Daten aus dem Jahr 2020 hoffen die Wissenschaftler, einige Fortschritte machen zu können.

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