Das große Anti-Smog-Experiment

Eines der weltweit am stärksten beachteten Projekte zur Pekinger Olympiade war nicht etwa die Konstruktion des riesigen "Vogelnest"-Leichtathletikstadiums oder der Bau des glänzenden "Würfels", in dem die Schwimmwettkämpfe stattfanden. In Forscherkreisen wesentlich interessierter aufgenommen wurde der Versuch der chinesischen Regierung, die Abgasemissionen in ihrer Hauptstadt in kürzester Zeit um 60 Prozent zu senken. Das war ein kolossales Unternehmen in einer Region, deren Luftverschmutzung üblicherweise fünf Mal höher als der Wert liegt, den die Weltgesundheitsorganisation WHO für erträglich hält. An vielen Tagen ist der Rauch so dicht, dass man die Sonne nicht mehr sehen kann.

Das große Anti-Smog-Experiment in Peking schloss nicht nur die Reduktion des privaten Autoverkehrs um die Hälfte mit ein, sondern auch die Schließung oder Verlagerung Dutzender Stahlwerke, Hütten und Fabriken im ganzen Stadtgebiet. Die verringerte Luftverschmutzung dürfte nicht nur den Athleten geholfen haben. Sie bot auch der Forschung die einzigartige Möglichkeit, herauszufinden, wie sich eine derart starke Emissionsanpassung auf das Klima auswirkt.

Ein Team der University of California in San Diego unter der Leitung des Klimaforschers Veerabhadran Ramanathan setzt seit Beginn der Olympiade autonome unbemannte Flugobjekte (AUAVs) ein, um die Veränderungen der Luftqualität zu messen. "Durch die Reduktion der Emissionen während der Olympiade haben die Chinesen ein riesiges natürliches Laboratorium geschaffen, in dem sich herausfinden lässt, wie Luftverschmutzung das Klima beeinflusst", sagt der Forscher. Die 30 Kilo schweren, drei Meter breiten AUAVs enthalten diverse kleine Messinstrumente. Sie werden allerdings nicht direkt über Peking eingesetzt, sondern haben ihre Basis rund 500 Kilometer südlich, auf der südkoreanischen Insel Cheju. Ramanathan arbeitet dazu mit Forschern der Seoul National University zusammen.

Die Insel ist ein guter Ausgangspunkt, da sie üblicherweise den Wind der chinesischen Hauptstadt abbekommt. Die kleinen Flugobjekte sind in Dreiergruppen unterwegs: Über, unter und direkt in der Emissionswolke, die sich über das Eiland bewegt. Weil verschiedene Windschichten die Luft aus unterschiedlichen Regionen transportieren und die Windströmungen stets ihre Richtung verändern, wird es auch möglich sein, Luftproben aus anderen Teilen Chinas zu nehmen, in denen die Verschmutzung nicht reduziert wurde. "Wir fliegen bis in eine Höhe von 3700 Metern. Deshalb müssen wir auch nicht direkt nach China. Der Berg kommt zum Propheten", sagt Ramanathan.

Das Forscherteam will parallel zur Arbeit in Asien Flüge in Kalifornien durchführen, um zu prüfen, ob auch dort noch Spuren der chinesischen Verschmutzung festzustellen sind. "Wir wollen sehen, welchen globalen Einfluss diese eine Stadt hat", sagt Ramanathan. Der Wissenschaftler interessiert sich besonders für die Beziehung zwischen Luftverschmutzung und Klimawandel, ein bislang noch nicht breit erforschtes Thema. Frühere Studien seines Labors hatten gezeigt, dass Emissionspartikel in der Luft bis zur Hälfte des Treibhauseffektes verdecken können, weil sie das Sonnenlicht ins All zurückreflektieren.

Die Messergebnisse der AUAVs sollen mit Daten von NASA-Satelliten kombiniert werden, um Windbahnen kalkulieren zu können. Die Ergebnisse sollten ein klareres Bild liefern, wie die Luft in der Atmosphäre aufgebaut ist und ob nun mehr Sonnenlicht die Erde aufgrund der geringeren Emissionen erreicht.

Ramanathan befürchtet, dass die Reduktion der Luftverschmutzung in den nächsten paar Jahrzehnten einen beschleunigenden Effekt auf die globale Erwärmung haben könnte – sie könne sich sogar verdoppeln, meint er. Die dafür zu berechnende Formel hat allerdings noch eine große Anzahl Unbekannter. Deshalb hofft der Forscher, dass er mit den neuen Daten das Bild vervollständigen kann.

Um den Einfluss des Pekinger Anti-Smog-Experiments korrekt messen zu können, müssen die Wissenschaftler zuvor ermitteln, wie die normalen Konditionen in der Region aussehen. Greg Carmichael, Umwelt- und Chemieingenieur an der University of Iowa, hat deshalb die Emissionen in Peking in ein Computermodell umgesetzt, um abschätzen zu können, wie die "normale Verschmutzung" aussieht, bevor die aktuellen Maßnahmen ergriffen wurden. Auch lässt sich so die Qualitätsverbesserung berechnen.

Carmichael kann derzeit noch keine Details nennen, weil die Simulation noch läuft. Er geht aber von einer Verbesserung der Luftqualität zwischen 10 und 50 Prozent aus. Dies sei ein breiter Bereich, doch handele es sich eben auch um ein sehr komplexes System. "Wenn es einer Stadt wie Peking gelingt, die Emissionen um 50 Prozent zu reduzieren, wäre das ein riesiger Erfolg. Aber einfach ist das nicht." Los Angeles und andere Smog-geplagte Städte auf der ganzen Welt versuchten seit Jahrzehnten, ihre Luftqualität zu verbessern. Wirklich gelungen sei es ihnen nicht. (bsc)