Bessere Stadtluft durch Lockdown? Effekt kleiner als gedacht

Einer neuen Analyse zufolge wirkten sich das Wetter und die üblichen Veränderungen beim Übergang vom Winter auf den Frühling deutlich auf die Werte von Stickstoffdioxid (NO2), Ozon (O3) und Feinstaub (PM2,5) aus. Forscher um Zongbo Shi von der University of Birmingham (Grossbritannien) veröffentlichten ihre Ergebnisse im Fachmagazin «Science Advances».

«Wetteränderungen können Änderungen der Emissionen im Hinblick auf die Luftqualität überlagern», sagte Shi. Deshalb nutzte sein Team sogenanntes maschinelles Lernen, um den Wettereinfluss aus den Messdaten zur Luftqualität herauszurechnen.

Das Computermodell lernte anhand von Messdaten und zugehörigen Wetterdaten aus den Jahren 2016 bis 2019, die durch das Wetter verursachten Effekte herauszurechnen. Dies wandten die Wissenschaftler auf die Luft-Messreihen jeweils vor und nach Beginn eines Lockdowns in elf Städten an. Sie verglichen daher nicht die Daten von 2020 mit den Vorjahreszeiträumen, sondern die Werte vor dem Lockdown mit denen währenddessen. Die Städte lagen in Asien (Peking, Wuhan, Delhi), Europa (London, Berlin, Mailand, Rom, Paris, Madrid) und Nordamerika (New York, Los Angeles).

Des Weiteren rechneten die Forscher den Einfluss der saisonalen Veränderungen heraus. So entstehen im Frühling zunehmend weniger Schadstoffe und Schmutzpartikel durch das Heizen, dafür sind vermehrt Pollen, Sporen und andere organische Substanzen unterwegs. Nach der Berücksichtigung dieser Einflussfaktoren fiel insbesondere der Rückgang von NO2 während der Einschränkungen geringer aus als in früheren Studien.

So war berichtet worden, dass der NO2-Wert in Wuhan (China) während des Lockdowns um 93 Prozent gesunken ist. Unter Berücksichtigung des Wetters betrug der Rückgang jedoch nur noch 43,9 Prozent und unter Berücksichtigung der saisonalen Veränderungen nur noch 33,9 Prozent. In Berlin war ein Rückgang des NO2-Wertes um 28,1 Prozent gemessen worden. Den Wettereinfluss herausgerechnet, sank der Wert jedoch nur um 25,4 Prozent, nach Berücksichtigung der saisonalen Veränderungen nur um 11,3 Prozent.

Andererseits fällt nach den neuen Berechnungen der Anstieg der Ozonwerte wegen des Lockdowns nicht mehr so hoch aus wie bisher angegeben. So war für Berlin ein Anstieg der Ozonwerte um 57,8 Prozent während des Lockdowns gemessen worden. Rechnet man den Wettereinfluss heraus, beträgt dieser Anstieg nur 29,9 Prozent, beim Herausrechnen des saisonalen Einflusses nur noch 2,6 Prozent. Die höheren Ozonwerte in Berlin während des Lockdowns im Frühjahr 2020 waren also hauptsächlich dem Wetter und dem Jahreszeitenwechsel geschuldet.

Weil Reaktionen mit NO2 für einen Abbau von Ozon sorgen, führten geringere NO2-Werte im Zuge des Lockdowns auch zu höheren Ozonwerten. Die Sonneneinstrahlung bewirkt die Bildung von Ozon, deshalb steigen die Ozonwerte mit länger werdenden Tagen im Frühjahr ohnehin an.

Bei den Daten zum Feinstaub (PM2,5) fanden die Forscher keinen klaren Trend, sondern deutliche Unterschiede von Stadt zu Stadt. In London und Paris nahm der Feinstaub nach Beginn des Lockdowns sogar zu.

Zukünftige Minderungsmassnahmen erforderten einen systematischen Ansatz zur Kontrolle der Luftverschmutzung in Bezug auf NO2, O3 und Feinstaub PM2,5, der auf einzelne Städte zugeschnitten ist, betonen die Forscher. «Emissionsänderungen im Zusammenhang mit den Einschränkungen der frühen Lockdowns führten zu abrupten Änderungen der Luftschadstoffwerte, aber ihre Auswirkungen auf die Luftqualität waren komplexer als gedacht und geringer als erwartet», fasst Shi das Ergebnis der Studie zusammen.