Luftverschmutzung in Bremen, Europa und der Welt Bremen, Haus der Wissenschaft, 27.10.2009 Andreas Richter Institut für

1. 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 )

2. Übersicht • 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?

3. 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

4. Was für Arten von Luftverschmutzung gibt es? • 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(CO2, Methan) • Können Teilchen bilden (Schwefeldioxid, Amoniak, Stickoxide) Gase • Setzen sich in den Atemwegen fest und machen krank • Vermindern die Sicht, machen es dunkler • Verschmutzen Gewässer Teilchen (Partikel)

5. Was passiert in der Atmosphäre mit Luftverschmutzung? Die Verdünnung entscheidet über die Konzentrationen am Boden OH, das "Waschmittel" der Atmosphäre Ausregnen, Ablagerung ChemischeUmwandlung Transport, Verdünnung Emission Lebenszeit

6. Was ist der London Smog? • Dezember 1952 • Nebelbildung in London • Kaltes, feuchtes Wetter • Hohe Belastung mit Schwefeldioxid (SO2) und Ruß durch Verbrennung von Kohle für Heizung und Stromgewinnung • Rußpartikel, Schwefelsäure und Nebeltröpfchen verbinden sich, weniger als 50m Sicht • Für mehrere Tage kein Luftaustausch • 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

7. 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 Luftaustausch oder Regen kommt • Ozon kann über weite Strecken transportiert werden und Ozonwerte sind in Deutschland oft außerhalb der Städte höher http://www.rubiconproject.com/blog/culture/wp-content/uploads/2009/05/la-smog.jpg • Gegenmaßnahmen: • Verringerung der Vorläufersubstanzen Stickoxide und flüchtige Kohhlenwasserstoffe

8. Wie entsteht Ozonsmog? Ozon • Sauerstoff, Ozon und Stickoxide sind im Gleich-gewicht • Mehr Stickoxide bauen Ozon ab • Wenn flüchtige Kohlenwasser-stoffe (VOC) dazukommen und genug Sonnenlicht da ist, wird Ozon gebildet NO2 O NO O2 O3 VOC

9. Luftverschmutzung in Bremen? http://www.sueddeutsche.de/wissen/153/325018/text/ http://www.ostern-international.de/2008/spexarder-bauernhaus-osterfeuer.html http://www.flickr.com/photos/moberl/3185344492/ http://www.radiobremen.de/politik/nachrichten/politikstaubwolkearcelor100_version-print.html 9

10. Wie verschmutzt ist die Luft in Bremen? Feinstaub 2008 NO2 2008 Ozon 2004 - 2008 http://gis.uba.de/Website/luft/index.htm

11. BLUES – Das Bremer Luftüberwachungssystem • 8 Stationen in Bremen und Bremerhaven • Hintergrund und Verkehr • Messung der wichtigsten Luftschadstoffe (Schwefeldioxid (SO2) , Kohlenmonoxid (CO) , Stickstoffdioxid (NO2), Feinstaub (PM10), Ozon (O3), Benzol http://www.umwelt.bremen.de/de/detail.php?gsid=bremen179.c.2619.de http://www.umwelt.bremen.de

12. Umweltzone • Fahrverbot für Autos ohne Katalysator und Rußfilter • Ziel: Einhaltung der Grenzwerte für Feinstaub in der Innenstadt http://www.umweltzone.net/home/

13. Stickoxid-Emissionen in Deutschland • Emissionsn nehmen ab • Straßenverkehr und Energiegewinnung sind Hauptquellen UBA, 10.2009

14. Emissionen von flüchtigen Kohlenwasserstoffen • Emissionsn nehmen ab • Lösungsmittel und Produktverwendung sind Hauptquelle • Bedeutung von Straßenverkehr hat stark abgenommen UBA, 10.2009

15. PM10 (Staub) Emissionen in Deutschland UBA, 10.2009

16. Wird die Luft also immer besser? Ozonbelastung in Deutschland

17. 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

18. 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

19. Satellitenmessungen

20. Satellitenmessungen der Luftverschmutzung 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 km2 groß • Messungen seit August 2002 Ariane 5 mit ENVISAT ENVISAT

21. Stickstoffdioxid über Europa und dem mittleren Osten => In den Satellitendaten kann man alle größeren Städte sehen!

22. Schiffe Industrie und Verkehr Feuer Transport Satellitenmessungen von Stickstoffdioxid (NO2)

23. Luftverschmutzung weltweit => Wenn man eine gleichmäßige Skala wählt, ist fast nur noch die Luftverschmutzung in China zu sehen!

24. Jährliche Änderung von NO2 in GOME Daten 1996 - 2002 Wie hat sich die Luftverschmutzung geändert? • Die Luftverschmutzung über Europa hat deutlich abgenommen • Gründe: • Einführung von Katalysatoren für Autos • Bessere Filter für Kraftwerke • Mehr Gas stat Kohle • Abnahme der Schwerindustrie • Die Luftverschmutzung in China hat stark zugenommen • Gründe: • Industrialisierung • Zunehmender Wohlstand • Mehr Autos • Produktion für die Welt

25. Luftverschmutzung in China

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

27. Luftverschmutzung in China • Starker Anstieg seit 1996 • Niedrigere Werte in 2008 / 2009: • Maßnahmen für die Olympischen Spiele • Wirtschaftskrise?

28. Woher kommen unsere Computer? Süd-Korea • 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 DELL D 600 Japan Taiwan USA China Malaysia Thailand China USA Taiwan http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2102896,00.asp

29. Gütertransport mit Schiffen • Schiffe transportieren immer mehr Güter • Pro Gewicht verbraucht der Transport mit Schiffen sehr wenig Energie • Aber: Schiffe verwenden sehr dreckigen Treibstoff http://www.hapag-loyd.com/images/press_and_media/photo_library/BremenExpress01_print.jpg http://en.greenplanet.net/lifestyle/eco-sustainability/796-shipping-carbon-emissions-wont-be-cut-shortly.html

30. Luftverschmutzung von Schiffen Stickstoffdioxid von Schiffen 2007 – 2009 => Eine Spur von Abgasen verbindet Europa mit China und Japan!

31. 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

32. 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 der Samstag Beirle et al., Atmos. Chem. Phys., 3, 2225–2232, 2003

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

34. 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!

35. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit und Fragen bitte! http://www.animationlibrary.com/animation/25494/Alarm_jumps/