Satelliten beobachten spektakuläre Zunahme der Luftverschmutzung über China

Zwischen 1996 und 2002 haben sich die Mengen von Stickstoffdioxid über den industrialisierten Gebieten von China um 50 % erhöht. Gleichzeitig war über Europa und Teilen der USA eine deutliche Verbesserung der Luftqualität zu beobachten. (siehe Abb. 1). Dies ergaben Messungen der Satelliteninstrumente GOME auf ERS-2 und SCIAMACHY auf ENVISAT, die von Wissenschaftlern der Universität Bremen, des Max-Planck Instituts in Hamburg und des französischen CNRS ausgewertet und interpretiert wurden.

Die am 1. September 2005 in der renommierten Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie zeigt, dass das rasante Wachstum der chinesischen Wirtschaft zu einem Anstieg des Luftschadstoffes Stickstoffdioxid geführt hat und sich dadurch die Luftqualität dort dramatisch verschlechtert. Verteilungen der Stickstoffdioxidkonzentrationen über Europa, Nord-Amerika und Asien sind in Abbildung 2a-c dargestellt. Der beobachtete Trend lässt darauf schließen, dass sich der Anstieg voraussichtlich weiter fortsetzen wird (vgl. Abb. 1).

Gleichzeitig wurde festgestellt, dass die Stickstoffdioxid-Konzentrationen in den meisten Industrieländern stagnierten oder sogar deutlich abnahmen (siehe Abb. 1). Dies ist auf die in den vergangen Jahren umgesetzten Maßnahmen zur Reduktion der Emissionen zum Beispiel in Kraftwerken und Automotoren sowie auf den Einsatz sauberer Brennstoffe zurückzuführen. In der Studie wurde zudem festgestellt, dass bisherige Abschätzungen für China den Anstieg des Stickstoffdioxids deutlich unterschätzen. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass nicht alle Emissionsquellen vollständig erfasst sind. Hier können die Satellitendaten zukünftig helfen, die Emissionsquellen besser aufzuzeichnen.

Chinas Bevölkerung (rund 1,3 Milliarden Einwohner oder 20 % der Weltbevölkerung) hat sich in den vergangenen 100 Jahren mehr als verdoppelt. China ist die drittgrößte Volkswirtschaft der Erde. Sie hatte zwischen 1999 und 2003 ein Wirtschaftswachstum von durchschnittlich 8 % pro Jahr. Der Energieverbrauch wächst stark. Er liegt zur Zeit pro Kopf jedoch erst bei ca. einem Neuntel des Wertes der USA. Die Anzahl der Fahrzeuge pro Kopf liegt ebenfalls weit unter dem Weltdurchschnitt. Sie hat sich aber zwischen 1995 und 2002 auf 20,5 Millionen verdoppelt.

Stickstoffdioxid ist ein gesundheitsschädliches Gas. Es verursacht Atemwegsprobleme und Lungenschädigungen. Zusammen mit anderen Stickoxiden entsteht es hauptsächlich in Verbrennungsprozessen – etwa in Kraftwerken, Automotoren oder bei Waldbränden. Neben der direkten Schädigung der Gesundheit sind Stickoxide auch in einem anderen Punkt von besonderer Bedeutung: Zusammen mit flüchtigen Kohlenwasserstoffen führen sie zur Bildung von Ozon im so genannten Sommersmog. Darüber hinaus tragen sie zur Entstehung des sauren Regens beitragen.

GOME und SCIAMACHY wurden Ende der 1980er-Jahre unter Federführung von Professor John P. Burrows (Universität Bremen) den Raumfahrtagenturen ESA und DLR als Satellitenexperimente vorgeschlagen. GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) auf dem Satelliten ERS-2 misst seit 1995 für die Ozonchemie und die Luftqualität relevante Verteilungen von Spurengasen. GOME wurde von der ESA gebaut und betrieben. Der Atmosphärensensor SCIAMACHY (Scanning Imaging Spectrometer for Atmospheric Chartography) auf ENVISAT ermittelt seit 2002 die für die Luftqualität, den Treibhauseffekt und die Ozonchemie relevanten Konzentrationen von Spurengasen. Der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der niederländischen Raumfahrtagentur (NIVR) beigesteuerte Atmosphärensensor SCIAMACHY ist eines von zehn wissenschaftlichen Instrumenten auf dem von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gebauten Erdbeobachtungssatelliten ENVISAT. Die wissenschaftliche Leitung des Projektes SCIAMACHY liegt beim Institut für Fernerkundung und Umweltphysik (IFE/IUP) der Universität Bremen.

Kontakt:

Universität Bremen, Institut für Fernerkundung und Umweltphysik (IFE/IUP)
Prof. John P. Burrows
Tel.: 0421 / 218 4548
E-mail: john.burrows@iup.physik.uni-bremen.de

Dr. Andreas Richter
Tel.: 0421 / 218 4474
E-mail: andreas.richter@iup.physik.uni-bremen.de

Dr. Heinrich Bovensmann
Tel.: 0421 / 218 4081
E-mail: heinrich.bovensmann@iup.physik.uni-bremen.de

Links:

SCIAMACHY auf ENVISAT: http://www.sciamachy.de

GOME auf ERS-2: http://earth.esa.int/ers/eeo4.96/

ESA-EO: http://www.esa.int/esaEO

Artikel in Nature :http://www.nature.com/nature/journal/v437/n7055/abs/nature04092.html