I samband med effekterna av covid-19-pandemin, satellitmätningar skapade rubriker som visade hur mycket luftföroreningen kvävedioxid (NO ₂ ) hade minskat i Kina och norra Italien. I Tyskland, trafiktätheten är den viktigaste faktorn. Dock, vädret har också inverkan på NO2-koncentrationerna, enligt en studie från Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS), som utvärderade inverkan av väderförhållanden på kvävedioxidkoncentrationer i Sachsen 2015 till 2018 på uppdrag av Saxon State Office for Environment, Jordbruk och geologi (LfULG). Det visades att vindhastighet och höjden på det lägsta luftlagret är de viktigaste faktorerna som avgör hur mycket föroreningar som kan ansamlas lokalt.

För att bestämma inverkan av olika väderfaktorer på luftkvaliteten, teamet använde en statistisk metod som tillåter att meteorologiska fluktuationer matematiskt tas bort från långtidsmätningar. Luftkvaliteten varierar, i vissa fall mycket starkt, på grund av olika utsläpp och påverkan av vädret. Tills nu, dock, det har varit svårt att uppskatta, vilken andel lagar som lågutsläppszoner eller dieselkörningsförbud har och vilken andel väderpåverkan har i den faktiska luftkvaliteten? Med den metod som används, detta kommer att bli lättare i framtiden.

NEJ ₂ är en irriterande gas som angriper slemhinnan i luftvägarna, orsakar inflammatoriska reaktioner som oxidant och ökar effekten av andra luftföroreningar. Som en prekursor substans, det kan också bidra till bildandet av partiklar. Gränsvärden har satts i EU för att skydda befolkningen:För kvävedioxid, ett årsmedelvärde på 40 mikrogram per kubikmeter luft gäller (μg/m³). För att skydda befolkningens hälsa, åtgärder måste vidtas om dessa gränsvärden inte efterlevs. Under 2018/2019, till exempel, olika åtgärder vidtogs i Tyskland, allt från en minskning av antalet körfält (t.ex. i Leipzig) till körförbud för äldre dieselfordon (t.ex. i Stuttgart).

För att utvärdera effektiviteten av sådana åtgärder, det skulle vara till hjälp att fastställa den exakta inverkan av väderförhållandena. Saxon State Office for Environment, Jordbruk och geologi (LfULG) gav därför TROPOS i uppdrag att genomföra en studie om väderfaktorers inverkan på NO2-koncentrationer och tillhandahöll sina mätdata från Saxon luftkvalitetsmätnätverket och meteorologiska data för detta ändamål. Forskarna kunde alltså utvärdera data från 29 stationer i Sachsen under en period av fyra år, som representerar ett tvärsnitt av luftföroreningar - från stationer vid trafikcentra till stads- och landsbygdsstationer och stationer på åsen av Erzgebirge-bergen. De beräknade också höjden på det lägsta lagret i atmosfären och inkluderade data från trafikräkningsstationer i Leipzig och Dresden i studien. En metod från området maskininlärning användes för den statistiska modelleringen, vars tillämpning inom luftkvalitetsområdet publicerades först av brittiska forskare 2009.

På det här sättet, studien kunde visa att trafiktätheten vid alla trafikstationer är mest ansvarig för kväveoxidkoncentrationerna. Dock, Två väderparametrar har också en betydande inverkan på kvävedioxidhalterna:vindhastighet och höjden på det så kallade blandningsskiktet. Det senare är en meteorologisk parameter som anger till vilken höjd det lägsta luftlagret, där utsläppen blandas, sträcker sig. "Det visades också att hög luftfuktighet också kan minska koncentrationen av kvävedioxid, vilket kan bero på att föroreningarna avsätter sig starkare på fuktiga ytor. Dock, de exakta orsakerna är fortfarande oklara, säger Dominik van Pinxteren.

Den statistiska analysen har också gjort det möjligt för forskarna att ta bort vädrets påverkan från tidsserien av föroreningskoncentrationer:Justerat för vädret, koncentrationen av kväveoxider (NOx) minskade med totalt 10 mikrogram per kubikmeter mellan 2015 och 2018 i genomsnitt över alla trafikstationer i Sachsen. I stads- och landsbygdsområden och på Erzgebirge-ryggen, dock, NOx-koncentrationerna tenderar att ligga kvar på samma nivå. Även om det har skett vissa förbättringar av luftkvaliteten de senaste åren, det finns goda vetenskapliga argument för att ytterligare minska luftföroreningarna.

På ett sätt, detta gäller även för förhastade slutsatser från coronakrisen:för att ta reda på hur stark påverkan av de initiala restriktionerna på luftkvaliteten faktiskt var, vädrets inverkan skulle behöva tas bort statistiskt i en längre serie mätningar. För detta ändamål, undersökningar för Leipzig-området pågår för närvarande vid TROPOS, liksom en europeisk studie av EU:s forskningsinfrastruktur för kortlivade atmosfäriska beståndsdelar som aerosol, moln och spårgaser (ACTRIS), det tyska bidraget till vilket koordineras av TROPOS. Tilo Arnhold