Luftverschmutzung in Bremen Europa und der Welt Bremen

Luftverschmutzung in Bremen, Europa und der Welt Bremen, Haus der Wissenschaft, 27. 10. 2009 Andreas Richter Institut für Umweltphysik Universität Bremen ( richter@iup. physik. uni-bremen. de ) A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 1

Übersicht 1. 2. 3. 4. 5. 6. Was ist Luftverschmutzung? Wie steht Bremen da? Wie hat sich Luftverschmutzung verändert? Wie kann man Luftverschmutzung vom Satelliten messen? Wo gibt es weltweit Luftverschmutzung? Was haben wir mit der Luftverschmutzung in China zu tun? A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 2

Seit wann gibt es Luftverschutzung? Schon die Höhlen der Steinzeitmenschen waren schwarz von Ruß Die schlechte Luft in Rom wurde schon vor 2000 Jahren als unerträglich beklagt Mit der Verbrennung von Kohle begann Luftverschmutzung ein echtes Problem zu werden A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 3

Was für Arten von Luftverschmutzung gibt es? Gase • • Können giftig sein (Ozon, Stickoxide) Können zu Atemwegserkrankungen führen Können den Regen sauer machen (Schwefeldioxid, Stickoxide) Können in der Luft durch chemische Reaktionen in andere Substanzen umwandeln (Stickoxide und Kohlenwasserstoffe in Ozon) • Können als Treibhausgase zur Erderwärmung führen (CO 2, Methan) • Können Teilchen bilden (Schwefeldioxid, Amoniak, Stickoxide) Teilchen (Partikel) • Setzen sich in den Atemwegen fest und machen krank • Vermindern die Sicht, machen es dunkler • Verschmutzen Gewässer A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 4

Was passiert in der Atmosphäre mit Luftverschmutzung? Die Verdünnung entscheidet über die Konzentrationen am Boden OH, das "Waschmittel" der Atmosphäre Chemische Transport, Umwandlung Verdünnung Ausregnen, Ablagerung Emission Lebenszeit A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 5

Was ist der London Smog? • • Dezember 1952 Nebelbildung in London Kaltes, feuchtes Wetter Hohe Belastung mit Schwefeldioxid (SO 2) und Ruß durch Verbrennung von Kohle für Heizung und Stromgewinnung • Rußpartikel, Schwefelsäure und Nebeltröpfchen verbinden sich, weniger als 50 m Sicht • Für mehrere Tage kein Luftausch • 4000 Tote während der ersten zwei Wochen, bis zu 12 000 Tote insgesamt Gegenmaßnahmen: • Umstellung auf andere Brennstoffe (Öl, Gas) • Höhere Schornsteine http: //www. eoearth. org/article/London_smog_disaster, _England A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 6

Wie entsteht Ozonsmog (Los Angeles Smog)? • In warmen Gebieten kann es im Sommer auch zu Smog kommen • Voraussetzung ist warmes, sonniges Wetter • Aus Stickoxiden und flüchtigen Kohlenwasserstoffen entsteht Ozon und andere aggressive Stoffe • Da Ozon langlebig ist, können die Ozonwerte von Tag zu Tag steigen bis es zu einem Luftausch oder Regen kommt • Ozon kann über weite Strecken transportiert werden und Ozonwerte sind in Deutschland oft außerhalb der Städte höher A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? http: //www. rubiconproject. com/blog/culture/wpcontent/uploads/2009/05/la-smog. jpg Gegenmaßnahmen: • Verringerung der Vorläufersubstanzen Stickoxide und flüchtige Kohhlenwasserstoffe 7

Wie entsteht Ozonsmog? Ozon NO NO 2 O 3 VOC A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? • Sauerstoff, Ozon und Stickoxide sind im Gleichgewicht • Mehr Stickoxide bauen Ozon ab • Wenn flüchtige Kohlenwasserstoffe (VOC) dazukommen und genug Sonnenlicht da ist, wird Ozon gebildet 8

http: //www. sueddeutsche. de /wissen/153/325018/text/ Luftverschmutzung in Bremen? http: //www. osterninternational. de/2008/spexarderbauernhaus-osterfeuer. html http: //www. flickr. com/photos/moberl/3185344492/ http: //www. radiobremen. de/politik/nachrichten/politikstaubwolkea rcelor 100_version-print. html A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 9

Wie verschmutzt ist die Luft in Bremen? Ozon 2004 - 2008 NO 2 2008 Feinstaub 2008 http: //gis. uba. de/Website/luft/index. htm A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 10

BLUES – Das Bremer Luftüberwachungssystem http: //www. umwelt. bremen. de/de/detail. php? gsid=br emen 179. c. 2619. de • 8 Stationen in Bremen und Bremerhaven • Hintergrund Verkehr • Messung der wichtigsten Luftschadstoffe (Schwefeldioxid (SO 2) , Kohlenmonoxid (CO) , Stickstoffdioxid (NO 2), Feinstaub (PM 10), Ozon (O 3), Benzol http: //www. umwelt. bremen. de A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 11

Umweltzone • Fahrverbot für Autos ohne Katalysator und Rußfilter • Ziel: Einhaltung der Grenzwerte für Feinstaub in der Innenstadt A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? http: //www. umweltzone. net/home/ 12

Stickoxid-Emissionen in Deutschland • Emissionsn nehmen ab • Straßenverkehr und Energiegewinnung sind Hauptquellen UBA, 10. 2009 A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 13

Emissionen von flüchtigen Kohlenwasserstoffen • Emissionsn nehmen ab • Lösungsmittel und Produktverwendung sind Hauptquelle • Bedeutung von Straßenverkehr hat stark abgenommen A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 14 UBA, 10. 2009

PM 10 (Staub) Emissionen in Deutschland UBA, 10. 2009 A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 15

Wird die Luft also immer besser? Ozonbelastung in Deutschland A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 16

Luftverschmutzung messen mit Licht • Partikel und Gase in der Luft schwächen den Lichtstrahl ab • Je mehr Luftverschmutzung in der Luft ist, desto geringer wird das Signal A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 17

Luftverschmutzung messen mit Licht • Jedes Gas hat seine eigene Farbe • Je mehr verschiedene Farben man messen kann, desto besser kann man die Gase in der Atmosphäre unterscheiden A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 18

Satellitenmessungen A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 19

Satellitenmessungen der Luftverschmutzung ENVISAT Ariane 5 mit ENVISAT SCIAMACHY auf ENVISAT • Mehr als 6000 Wellenlängen (Farben) können unterschieden werden • Viele verschiedene Gase und Teilchen können gemessen werden • Eine Messung ist ungefähr 30 x 60 km 2 groß • Messungen seit August 2002 A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 20

Stickstoffdioxid über Europa und dem mittleren Osten => In den Satellitendaten kann man alle größeren Städte sehen! A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 21

Satellitenmessungen von Stickstoffdioxid (NO 2) Industrie und Verkehr Schiffe Feuer A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? Transport 22

Luftverschmutzung weltweit => Wenn man eine gleichmäßige Skala wählt, ist fast nur noch die Luftverschmutzung in China zu sehen! A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 23

Wie hat sich die Luftverschmutzung geändert? Jährliche Änderung von NO 2 in GOME Daten 1996 - 2002 Die Luftverschmutzung über Europa hat deutlich abgenommen Gründe: • Einführung von Katalysatoren für Autos • Bessere Filter für Kraftwerke • Mehr Gas stat Kohle • Abnahme der Schwerindustrie A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? Die Luftverschmutzung in China hat stark zugenommen Gründe: • Industrialisierung • Zunehmender Wohlstand • Mehr Autos • Produktion für die Welt 24

Luftverschmutzung in China A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 25

Wachstum in China In China wächst alles exponentiell: • Das Bruttosozialprodukt • Der Energiebedarf • Die Zahl der Autos => Das muss zu mehr Luftverschmutzung führen! A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 26

Luftverschmutzung in China • • Starker Anstieg seit 1996 Niedrigere Werte in 2008 / 2009: Maßnahmen für die Olympischen Spiele Wirtschaftskrise? A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 27

Woher kommen unsere Computer? Süd-Korea Japan Taiwan USA China Thailand China Malaysia USA • Die Teile eines Computers werden in aller Welt hergestellt • Viele Teile kommen aus Asien, oft aus China • Die Geräte benutzen wir hier, die Luftverschmutzung entsteht aber in Asien • Bevor der Computer bei uns steht, ist er schon weit gereist Taiwan http: //www. pcmag. com/article 2/0, 2817, 2102896, 00. asp A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 28

Gütertransport mit Schiffen http: //www. hapag-loyd. com/images/press_and_media/ photo_library/Bremen. Express 01_print. jpg http: //en. greenplanet. net/lifestyle/eco-sustainability/796 shipping-carbon-emissions-wont-be-cut-shortly. html • Schiffe transportieren immer mehr Güter • Pro Gewicht verbraucht der Transport mit Schiffen sehr wenig Energie • Aber: Schiffe verwenden sehr dreckigen Treibstoff A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 29

Luftverschmutzung von Schiffen Stickstoffdioxid von Schiffen 2007 – 2009 => Eine Spur von Abgasen verbindet Europa mit China und Japan! A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 30

Schiffahrt vor der Küste Somalias • Schiffe haben ihre Routen vor Somalia geändert um den Piraten auszuweichen • Das kann man in den Satellitendaten der Luftverschmutzung sehen A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 31

Beirle et al. , Atmos. Chem. Phys. , 3, 2225– 2232, 2003 Der Wochengang der Luftverschmutzung • Am Wochenende wird weniger gefahren und produziert, deshalb ist die Luft auch besser! • Je nach Religion ist der sauberste Tag der Sonntag, der Freitag oder Samstag A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 32

http: //dup. esrin. esa. int/ionia/wfa/index. asp Stickstoffdioxid von Feuern http: //science. larc. nasa. gov/biomass_burn/images/africa/325. gif A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? • In vielen Ländern sind die Abgase von Feuern die größte Quelle von Luftverschmutzung • Die Feuer werden für die Landwirtschaft und zur Landgewinnung gelegt • Sie folgen der Jahreszeit 33

Zusammenfassung • Luftverschmutzung ist nichts Neues, ist aber in den letzten 100 Jahren viel wichtiger geworden • Die wichtigste Luftverschmutzung heute sind Stickoxide, Ozon und Feinstaub • Der Ausstoß von vielen Stoffen konnte in Deutschland und anderen Industrieländern stark verringert werden, wodurch die Luft viel sauberer geworden ist • In den letzten Jahren hat sich die Luft nicht weiter so verbessert wie erwartet • In den letzten 15 Jahren hat durch das Wachstum in China die Luftverschmutzung dort stark zugenommen => Aus Bremen müssen wir wegen der Luftverschmutzung nicht umziehen, aber ein Teil unserer Luftverschmutzung ist nach China umgezogen! A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 34

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit und Fragen bitte! http: //www. animationlibrary. com/animation/25494/Alarm_jumps/ A. Richter, Luftverschmutzung, muss Bremen umziehen? 35