Bisher haben Computermodelle die Konzentration von Ozon, Stickstoffdioxid und Stickstoffmonoxid aus der Konzentration der jeweils beiden anderen Gase abgeleitet. Grundlage dafür ist ein chemischer Zyklus, der vor über 60 Jahren von Philip Leighton beschrieben wurde und seither Leighton-Beziehung genannt wird. In der Praxis dient dies zum Beispiel dazu, die Ozonkonzentration in Gebieten abzuleiten, die durch Stickoxide verschmutzt sind.
Vereinfachung war auch Verfälschung
Messungen an der Universität Innsbruck haben aber gezeigt, dass diese Vereinfachung zu falschen Ergebnissen führt. „In Städten mit hohen Stickstoffmonoxid-Emissionen wird dieses Verhältnis um bis zu 50 Prozent überschätzt“, sagt Thomas Karl. Dies führe dazu, dass Modellrechnungen die Konzentration von bodennahem Ozon im urbanen Raum überschätzen. Dies spiegle sich auch in den Luftgütevorhersagen wider. Karl betont, dass umweltpolitische Vorschriften nicht auf Modellrechnungen rekurrieren, sondern abhängig von tatsächlich gemessenen Schadstoffkonzentrationen in Kraft treten.
Turbulenzen beschleunigen chemische Reaktionen
Verantwortlich für den von den Innsbrucker Wissenschaftlern untersuchten Effekt sind neben dem Vorhandensein hoher Stickstoffmonoxid-Emissionen, die im urbanen Raum stärkeren Turbulenzen. Die Durchmischung der Gase, kombiniert mit den relativ rasch ablaufenden chemischen Prozessen führen dazu, dass mehr Ozon in Stickstoffdioxid umgewandelt wird. Die Daten der Forscher zeigen auch, dass der direkte Ausstoß von Stickstoffdioxid durch den städtischen Verkehr demgegenüber weitgehend vernachlässigbar ist.
Daten von Messturm an Uni-Kreuzung
Gesammelt haben die Wissenschafter ihre Daten am 40 Meter hohen Messturm des Innsbruck Atmospheric Obersvatory an der Universitätskreuzung in Innsbruck. Pro Stunde werden 36.000 Datenpunkte erfasst. Mit einem speziellen Messverfahren lässt sich die Konzentration von Luftbestandteilen laufend überwachen.