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Klimawandel könnte zu vermehrten Hoch-Ozon-Ereignissen in Europa führen
In weiten Teilen Mitteleuropas gehen extreme Ozonereignisse mit höheren Temperaturen einher. Bedingt durch den künftigen Klimawandel, der laut Prognosen stärkere, häufigere Hitzewellen erzeugt, werden diese Gebiete voraussichtlich vermehrt Hoch-Ozon-Ereignisse erleben. Andere Teile Europas sind unter Umständen nicht in diesem Ausmaß betroffen. Zu diesem Schluss kommt eine Studie, die soeben in der Zeitschrift Environmental Research Letters erschienen ist und die Auswirkungen meteorologischer Variablen auf bodennahes Ozon in Europa während der „Ozonjahreszeiten“ Frühling und Sommer untersucht. Erhöhte Konzentrationen von bodennahem Ozon schädigen Vegetation und Ökosysteme und sind nachteilig für die öffentliche Gesundheit.
„Es steht fest, dass es einen starken Zusammenhang zwischen bodennahem Ozon und Meteorologie gibt, jedoch ist über die Auswirkungen eines sich verändernden Klimas auf die Ozon-Luftqualität noch zu wenig bekannt. Das Thema weckt nicht nur in der Wissenschaft Interesse, sondern auch in der breiten Öffentlichkeit, weil die Belastung durch bodennahes Ozon mit Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen in Verbindung gebracht wird, die zum vorzeitigen Tod führen“, erklärte die Hauptautorin der Studie, Noelia Otero Felipe vom IASS.
Bodennahes oder troposphärisches Ozon ist ein sekundärer Schadstoff, der nicht direkt emittiert wird. Es entsteht durch katalytische photochemische Reaktionen von Stickoxiden mit Kohlenmonoxid, Methan und anderen flüchtigen organischen Verbindungen. Bedeutende Quellen dieser Ozonvorläufer sind Verkehr und Industrie, aber auch Pflanzen und Böden. Ozon gehört zu den sogenannten kurzlebigen klimawirksamen Schadstoffen (SLCP) mit einer relativ kurzen Lebensdauer in der Atmosphäre, die von wenigen Tagen bis zu einigen Jahrzehnten beträgt. Überdies wurde die Bildung von bodennahem Ozon mit meteorologischen Parametern in Verbindung gebracht. Das heißt, dass Veränderungen der meteorologischen Bedingungen Einfluss auf Veränderungen bei den Ozonverschmutzungsepisoden haben. All diese Veränderungen erhöhen indirekt die Risiken für die menschliche Gesundheit, die mit erhöhter Luftverschmutzung einhergehen. Die Forscher versuchten, die Hauptverursacher hoher Ozonwerte zu bestimmen und die regionalen und jahreszeitlichen Schwankungen bei diesen Verursachern festzustellen.
Mithilfe statistischer Modellierung bewertet die Studie den Einfluss mehrerer lokaler meteorologischer Parameter auf bodennahes Ozon – dazu zählen Maximaltemperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit. Berücksichtigt wird aber auch der Einfluss von übergeordneten atmosphärischen Zirkulationssystemen. Um die räumliche Variabilität der beobachteten Effekte zu untersuchen, unterteilten die Forscher den Kontinent in Rasterzellen von 100 mal 100 Kilometern. Zugrunde gelegt wurden meteorologischen Daten, die in diesen Zellen im Zeitraum von 1998 bis 2012 über die Frühlings- und Sommermonate gemessenen wurden. Dann wurden drei verschiedene statistische Techniken angewendet, nämlich die multiple lineare Regression, die Quantilsregression und die logistische Regression, um den Einfluss der Parameter auf verschiedene Ozonkonzentrationen (Durchschnitts- und Extremwerte) zu beurteilen.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich ein wärmeres Klima in manchen Regionen nachteilig auf die Ozonwerte und folglich auf die Luftqualität auswirkt. Die Maximaltemperatur spielt im Sommer in Mitteleuropa eine wichtige Rolle, während sie in Südeuropa geringeren Einfluss hat. „Die Verbindung zwischen Temperatur und Ozonverschmutzung ist schon seit einiger Zeit bekannt, aber in dieser Studie wird erstmals untersucht, inwiefern diese Verbindung von Region zu Region variiert, es ergeben sich also tatsächlich neue Einblicke“, sagte Tim Butler, Ko-Autor der Studie und Leiter des Programms Luftqualität im Kontext des globalen Wandels am IASS. Er betonte, dass vorhandene Gesetze und Vorschriften nicht ausreichen, um eine dauerhafte Reduktion der Ozonkonzentrationen herbeizuführen, die die Bevölkerung hinreichend vor deren schädlichen Auswirkungen schützt.