Sauberer Himmel durch Corona-Lockdown

Lockdowns im Frühsommer 2020 sorgten dafür, dass sich die Menge an klima- und gesundheitsschädlichem Ruß in der Atmosphäre fast halbierte.

Während des ersten Lockdowns der Corona-Pandemie haben sich die Rußkonzentrationen in der Atmosphäre über West- und Südeuropa fast halbiert. Das geht aus dem Vergleich zweier Messkampagnen des deutschen Forschungsflugzeugs HALO von 2017 und 2020 hervor. Etwa 40 Prozent der Reduktion sei auf verringerte anthropogene Emissionen zurückzuführen, so eine neue Studie. Diese Ergebnisse spiegelten die starke Auswirkung menschlicher Aktivitäten auf die Luftqualität und die Bedeutung von Ruß als wichtigem Luftschadstoff und Klimatreiber im Anthropozän wider, schreiben Forschende des Max-Planck-Instituts für Chemie, der Universität Bremen, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, des Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Universität Leipzig und des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) im Fachjournal Atmospheric Chemistry and Physics (ACP).

Das Forschungsteam überflog während der COVID-19-Lockdowns Anfang 2020 unter anderem Deutschland, die Benelux-Staaten, Großbritannien, Frankreich, Spanien, Italien, – also weite Teile von Mittel-, West- und Südeuropa. Es ermittelte im Rahmen der BLUESKY-Kampagne die Masse von Ruß und die Partikelanzahlkonzentrationen in der unteren Troposphäre mit Hilfe des Forschungsflugzeugs HALO (High Altitude and LOng range) sowohl in der Fläche als auch im vertikalen Profil. Anschließend verglich das Team die Ergebnisse mit Messungen vom Juli 2017. Damals hatten die Forschenden im Rahmen der EMeRGe EU-Kampagne das Gebiet unter „normalen“, also vor-Corona-Bedingungen untersucht.

Der Vergleich zeigt eine deutliche pandemiebedingte Verbesserung der Luftqualität: Im Mittel sank die Rußmenge in der unteren Troposphäre in Süd- und Westeuropa um 41 Prozent. Verifiziert wurde diese enorme Zahl mit Hilfe von Verkehrsdaten und Angaben zum Benzinverbrauch während der Lockdown-Zeiten. Die Forschenden führen den Rückgang auf zwei Hauptgründe zurück: bereits laufende Anstrengungen, um die Ruß-Emissionen in Deutschland und Europa zu reduzieren (drei bis neun Prozent), sowie die eingeschränkte Mobilität durch die Lockdowns der Pandemie, die 32 bis 38 Prozent ausmachte. Die Vergleichsdaten flossen zudem in ein Erdsystem-Modell ein, um zu ermitteln, welchen Effekt weniger Rußemissionen in Europa langfristig auf das Klima hätten.

Ruß ist gesundheitsschädlich und trägt zur Klimaerwärmung bei

Der Hintergrund ist, dass Ruß in Bodennähe nicht nur ein besonders gesundheitsschädlicher Teil des Feinstaubs ist. Oben in der Atmosphäre tragen die winzigen Partikel zur Klimaerwärmung bei, weil sie sich durch ihre dunkle Oberfläche aufheizen und Wärme an die Umgebung abgeben. Im Gegensatz zu langlebigen Treibhausgasen wie Kohlendioxid ist Ruß jedoch kurzlebig und bleibt nur wenige Tage bis Wochen in der Atmosphäre.

„Verringerte Rußemissionen durch weniger Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Diesel, Kohle, Öl oder auch Holz würde auch relativ schnell der Gesundheit von Millionen Menschen helfen. Zudem zeigen unsere Messungen und Modellrechnungen, dass weniger Ruß in der Atmosphäre einen wichtigen Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels leistet“, erläutert Mira Pöhlker vom TROPOS in Leipzig. Die Atmosphärenforscherin, die auch am Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie forscht, hofft, dass einige Verhaltensänderungen der Corona-Zeit wie zum Beispiel mehr Videokonferenzen und Home-Office und damit weniger Flüge und Fahrten zur Arbeit beibehalten werden. „Ich denke, dass die Pandemie Impulse für eine Trendwende geliefert hat.“

Aktuell arbeiten Pöhlker und das Team an einer neuen Studie und holen dazu auch Psychologinnen und Psychologen mit ins Boot. Sie möchten herausfinden, ob Angebote wie das neun Euro-Ticket tatsächlich zu einer nachhaltigen Veränderung im Mobilitätsverhalten der Menschen führen können. „Neben einer generellen Reduktion des Verkehrs ist es auch wichtig, Anreize zu einer emissionsärmeren Mobilität zu schaffen. Ein stark subventionierter ÖPNV ist meines Erachtens ein wichtiger Impuls, dessen Effekt auf die Luftverschmutzung nun zu quantifizieren ist.“ (TA+SB)

Hintergrund zur Studie

Um die starke Ausbreitung des Corona-Virus SARS-CoV-2 einzudämmen und die Pandemie zu bekämpfen, reagierten die meisten europäischen Länder im ersten Halbjahr 2020 mit erheblichen Einschränkungen der Mobilität und der wirtschaftlichen Aktivitäten. Die Lockdowns verringerten die Verbrennung fossiler Brennstoffe, eine der Hauptquellen für Ruß in der Atmosphäre, Anfang 2020 um etwa ein Drittel. Dieser Rückgang wird auf 90 Prozent weniger Flugverkehr in Europa und einen stark reduzierten Straßenverkehr zurückgeführt. In den Jahrzehnten seit dem Zweiten Weltkrieg waren die Emissionen in Europa nie zuvor so schnell gesunken. Die Lockdowns boten der Atmosphärenforschung daher die einzigartige Möglichkeit, Luftschadstoffe über einen großflächigen Bereich mit Profilen der Verteilung in der unteren Troposphäre genau zu quantifizieren.

Die Studie wurde von der Max-Planck-Gesellschaft und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1294 (SPP HALO 1294) gefördert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Kontakte:

Prof. Mira Pöhlker
Leiterin der Abteilung Experimentelle Aerosol-und Wolkenmikrophysik, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS), Leipzig
Tel. +49-341-2717-7445
https://www.tropos.de/institut/ueber-uns/mitarbeitende/mira-poehlker
und
Abteilung Multiphasenchemie
Max-Planck-Instituts für Chemie, Mainz
Tel. +49-6131-305-7000
https://www.mpic.de/3478392/Multiphase_Chemistry

Originalpublikation:

Krüger, O. O., Holanda, B. A., Chowdhury, S., Pozzer, A., Walter, D., Pöhlker, C., Andrés Hernández, M. D., Burrows, J. P., Voigt, C., Lelieveld, J., Quaas, J., Pöschl, U., and Pöhlker, M. L.: Black carbon aerosol reductions during COVID-19 confinement quantified by aircraft measurements over Europe, Atmos. Chem. Phys., 22, 8683–8699, https://doi.org/10.5194/acp-22-8683-2022, 2022.

Weitere Informationen:

BLUESKY-Flüge in der Atmosphäre des Corona-Lockdowns: Zwei Forschungsflugzeuge untersuchen verringerte Schadstoffkonzentrationen in der Luft (Gemeinsame Pressemeldung des Max-Planck-Instituts für Chemie und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) vom 22.05.2020):
https://www.mpic.de/4670219/bluesky-examines-the-atmosphere-during-the-coronavir…
https://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2020/02/20200522_bluesky-fluege-in-de…