Trafiktæthed, vind og luft lagdeling påvirker koncentrationer af luftforurenende kvælstofdioxid

I forbindelse med virkningerne af COVID-19-pandemien, satellitmålinger skabte overskrifter, der viste, hvor meget luftforurenende nitrogendioxid (NO ₂ ) var faldet i Kina og Norditalien. I Tyskland, trafiktæthed er den vigtigste faktor. Imidlertid, vejret har også indflydelse på NO2-koncentrationer, ifølge en undersøgelse fra Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS), som evaluerede vejrforholdenes indflydelse på nitrogendioxidkoncentrationer i Sachsen 2015 til 2018 på vegne af det saksiske statskontor for miljø, Landbrug og Geologi (LfULG). Det blev vist, at vindhastighed og højden af ​​det nederste luftlag er de vigtigste faktorer, der bestemmer, hvor meget forurenende stoffer, der kan ophobes lokalt.

For at bestemme indflydelsen af ​​forskellige vejrfaktorer på luftkvaliteten, holdet brugte en statistisk metode, der tillader meteorologiske udsving matematisk at blive fjernet fra langtidsmålinger. Luftkvaliteten svinger, i nogle tilfælde meget stærkt, på grund af forskellige emissioner og påvirkning af vejret. Indtil nu, imidlertid, det har været svært at vurdere, hvilken andel lovlige foranstaltninger såsom lavemissionszoner eller dieselkørselsforbud har, og hvilken andel har vejrpåvirkningerne i den faktiske luftkvalitet? Med den anvendte metode, det bliver nemmere i fremtiden.

INGEN ₂ er en irriterende gas, der angriber slimhinden i luftvejene, forårsager betændelsesreaktioner som oxidant og øger effekten af ​​andre luftforurenende stoffer. Som et forløberstof, det kan også bidrage til dannelsen af ​​partikler. Der er fastsat grænseværdier i EU for at beskytte befolkningen:For nitrogendioxid, der gælder en årlig gennemsnitsværdi på 40 mikrogram pr. kubikmeter luft (μg/m³). For at beskytte befolkningens sundhed, der skal træffes foranstaltninger, hvis disse grænseværdier ikke overholdes. I 2018/2019, for eksempel, forskellige foranstaltninger blev truffet i Tyskland, lige fra en reduktion af antallet af kørebaner (f.eks. i Leipzig) til kørselsforbud for ældre dieselkøretøjer (f.eks. i Stuttgart).

For at evaluere effektiviteten af ​​sådanne foranstaltninger, det ville være nyttigt at bestemme den nøjagtige indflydelse af vejrforholdene. Det saksiske statskontor for miljø, Landbrug og Geologi (LfULG) bestilte derfor TROPOS til at udføre en undersøgelse af vejrfaktorers indflydelse på NO2-koncentrationer og leverede sine måledata fra det saksiske luftkvalitetsmålingsnetværk og meteorologiske data til dette formål. Forskerne var således i stand til at evaluere data fra 29 stationer i Sachsen over en periode på fire år, som repræsenterer et tværsnit af luftforurening - fra stationer ved trafikcentre til by- og landlige baggrundsstationer og stationer på højderyggen af ​​Erzgebirge-bjergene. De beregnede også højden af ​​det laveste lag i atmosfæren og inkorporerede data fra trafiktællestationer i Leipzig og Dresden i undersøgelsen. En metode fra feltet maskinlæring blev brugt til den statistiske modellering, hvis anvendelse inden for luftkvalitet først blev offentliggjort af britiske forskere i 2009.

På denne måde undersøgelsen var i stand til at påvise, at trafiktætheden på alle trafikstationer er mest signifikant ansvarlig for nitrogenoxidkoncentrationer. Imidlertid, to vejrparametre har også en væsentlig indflydelse på kvælstofdioxidkoncentrationerne:vindhastighed og højden af ​​det såkaldte blandingslag. Sidstnævnte er en meteorologisk parameter, der angiver den højde, hvortil det laveste luftlag, hvor emissionerne blandes, strækker sig. "Det blev også vist, at høj luftfugtighed også kan reducere koncentrationen af ​​nitrogendioxid, hvilket kan skyldes, at de forurenende stoffer aflejrer sig kraftigere på fugtige overflader. Imidlertid, de præcise årsager er stadig uklare, " siger Dominik van Pinxteren.

Den statistiske analyse har også gjort det muligt for forskerne at fjerne vejrets indflydelse fra tidsrækken af ​​forureningskoncentrationer:Korrigeret for vejret, koncentrationen af ​​nitrogenoxider (NOx) faldt med i alt 10 mikrogram pr. kubikmeter mellem 2015 og 2018 i gennemsnit over alle trafikstationer i Sachsen. I by- og landområder og på Erzgebirge-kammen, imidlertid, NOx-koncentrationerne har en tendens til at forblive på samme niveau. Selvom der er sket nogle forbedringer i luftkvaliteten i de senere år, der er gode videnskabelige argumenter for yderligere at reducere luftforureningen.

På en måde, det gælder også for tidlige konklusioner fra coronakrisen:For at finde ud af, hvor stærk indflydelsen af ​​de oprindelige begrænsninger på luftkvaliteten faktisk var, vejrets indflydelse skulle statistisk fjernes i en længere række målinger. Til denne ende, undersøgelser for Leipzig-området er i gang i TROPOS, ligesom en europæisk undersøgelse af EU's forskningsinfrastruktur for kortlivede atmosfæriske bestanddele såsom aerosol, skyer og sporgasser (ACTRIS), det tyske bidrag, hvortil koordineres af TROPOS. Tilo Arnhold