In verband met de gevolgen van de COVID-19-pandemie, satellietmetingen haalden de krantenkoppen en lieten zien hoeveel de luchtverontreinigende stof stikstofdioxide (NO ₂ ) was gedaald in China en Noord-Italië. In Duitsland, verkeersdichtheid is de belangrijkste factor. Echter, het weer heeft ook invloed op de NO2-concentraties, volgens een studie van het Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS), die de invloed van weersomstandigheden op de stikstofdioxideconcentraties in Saksen 2015 tot 2018 evalueerde in opdracht van het Saksische Staatsbureau voor Milieu, Landbouw en geologie (LfULG). Het bleek dat windsnelheid en de hoogte van de onderste luchtlaag de belangrijkste factoren zijn die bepalen hoeveel vervuilende stoffen zich lokaal kunnen ophopen.

Om de invloed van verschillende weersfactoren op de luchtkwaliteit te bepalen, het team gebruikte een statistische methode waarmee meteorologische fluctuaties wiskundig kunnen worden verwijderd uit langetermijnmetingen. De luchtkwaliteit fluctueert, in sommige gevallen zeer sterk, door verschillende emissies en de invloed van het weer. Tot nu, echter, het was moeilijk in te schatten, welk aandeel hebben wettelijke maatregelen zoals emissiearme zones of dieselrijverboden en welk aandeel hebben de weersinvloeden in de daadwerkelijke luchtkwaliteit? Met de gebruikte methode, dit zal in de toekomst makkelijker zijn.

NEE ₂ is een irriterend gas dat het slijmvlies van de luchtwegen aantast, veroorzaakt ontstekingsreacties als oxidatiemiddel en versterkt het effect van andere luchtverontreinigende stoffen. Als voorloperstof, het kan ook bijdragen aan de vorming van fijnstof. In de EU zijn grenswaarden vastgesteld om de bevolking te beschermen:voor stikstofdioxide, er geldt een jaargemiddelde waarde van 40 microgram per kubieke meter lucht (μg/m³). Om de gezondheid van de bevolking te beschermen, maatregelen moeten worden genomen als deze grenswaarden niet worden nageleefd. In 2018/2019, bijvoorbeeld, in Duitsland werden verschillende maatregelen genomen, variërend van een vermindering van het aantal rijstroken (bijvoorbeeld in Leipzig) tot rijverboden voor oudere dieselvoertuigen (bijvoorbeeld in Stuttgart).

Om de effectiviteit van dergelijke maatregelen te evalueren, het zou nuttig zijn om de exacte invloed van de weersomstandigheden te bepalen. Het Saksische Staatsbureau voor Milieu, Landbouw en Geologie (LfULG) heeft daarom TROPOS opdracht gegeven om een ​​onderzoek uit te voeren naar de invloed van weersfactoren op NO2-concentraties en heeft hiervoor haar meetgegevens van het Saksische meetnet luchtkwaliteit en meteorologische gegevens aangeleverd. Zo konden de onderzoekers de gegevens van 29 stations in Saksen over een periode van vier jaar evalueren, die een dwarsdoorsnede van luchtvervuiling vertegenwoordigen - van stations bij verkeerscentrales tot stations op de achtergrond in de stad en op het platteland en stations op de rand van het Ertsgebergte. Ze berekenden ook de hoogte van de onderste laag in de atmosfeer en verwerkten gegevens van verkeerstelstations in Leipzig en Dresden in het onderzoek. Voor de statistische modellering is gebruik gemaakt van een methode uit het veld van machine learning, waarvan de toepassing op het gebied van luchtkwaliteit in 2009 voor het eerst door Britse onderzoekers werd gepubliceerd.

Op deze manier, het onderzoek kon aantonen dat de verkeersdichtheid op alle verkeersstations het sterkst verantwoordelijk is voor de stikstofoxideconcentraties. Echter, twee weerparameters hebben ook een grote invloed op de stikstofdioxideconcentratie:windsnelheid en de hoogte van de zogenaamde menglaag. Dit laatste is een meteorologische parameter die de hoogte aangeeft tot waar de laagste luchtlaag, waar de emissies zich vermengen, strekt zich uit. "Er werd ook aangetoond dat een hoge luchtvochtigheid ook de concentratie stikstofdioxide kan verlagen, wat te wijten kan zijn aan het feit dat de verontreinigende stoffen zich sterker afzetten op vochtige oppervlakken. Echter, de precieze oorzaken zijn nog onduidelijk, ", zegt Dominik van Pinxteren.

De statistische analyse heeft de onderzoekers ook in staat gesteld om de invloed van het weer te verwijderen uit de tijdreeksen van verontreinigende concentraties:aangepast voor het weer, de concentratie stikstofoxiden (NOx) is tussen 2015 en 2018 gemiddeld over alle verkeersstations in Saksen afgenomen met in totaal 10 microgram per kubieke meter. In stedelijke en landelijke gebieden en op de rand van het Ertsgebergte, echter, NOx-concentraties blijven meestal op hetzelfde niveau. Hoewel de luchtkwaliteit de afgelopen jaren is verbeterd, er zijn goede wetenschappelijke argumenten om de luchtvervuiling verder terug te dringen.

Op een manier, dat geldt ook voor voorbarige conclusies uit de coronacrisis:om te achterhalen hoe sterk de invloed van de aanvankelijke beperkingen op de luchtkwaliteit eigenlijk was, de invloed van het weer zou in een langere reeks metingen statistisch verwijderd moeten worden. Hiertoe, onderzoeken voor de omgeving van Leipzig zijn momenteel aan de gang bij TROPOS, evenals een Europa-brede studie van de EU-onderzoeksinfrastructuur voor kortlevende atmosferische bestanddelen zoals aerosol, wolken en sporengassen (ACTRIS), de Duitse bijdrage wordt gecoördineerd door TROPOS. Tilo Arnhold