Die Luftqualität in großen Städten ist ein aktuelles Thema – besonders in Bezug auf Straßenverkehr und Gesundheit der Anwohner. Die Emissionen verbleiben jedoch nicht in den Ballungszentren. Partikel und gasförmige Schadstoffe können mit dem Wind oft tausende Kilometer weit verfrachtet werden. Besonders relevant ist dieses Szenario in Asien, wo weltweit die größte Ansammlung an Megastädten zu finden ist. Ein Forschungsprojekt unter Beteiligung der Abteilungen Multiphasen- und Partikelchemie des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPIC) und des Instituts für Physik der Atmosphäre der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) führt einen Monat lang bis zum 9. April 2018 von Tainan in Taiwan aus Forschungsflüge durch, um die Ausbreitung und Umwandlung der Emissionen von Großstädten wie Manila, Taipei, Seoul, Tokio, Beijing, Shanghai und Guangzhou genauer zu untersuchen.
Die wissenschaftliche Leitung des internationalen Projekts „EMeRGe“ (Effect of Megacities on the transport and transformation of pollutants on the Regional and Global scales) liegt bei der Universität Bremen. Ziel ist es, Ausmaß und Auswirkungen der Luftverschmutzung von Ballungszentren auf die Erdatmosphäre besser zu verstehen und vorhersagen zu können. In der ersten Phase des Projekts im Sommer 2017 (sogenannte EMeRGe-EU) hatten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler europäische Ballungszentren wie London, Rom, Paris, Marseille, Barcelona sowie im Ruhrgebiet und in der Poebene beflogen.
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Mithilfe des Forschungsflugzeugs HALO werden Luftproben gesammelt, um die Auswirkungen der Luftverschmutzung durch Megastädte auf die Erdatmosphäre zu erforschen. Foto: Johannes Schneider
Regionale Schadstoffausbreitung erfassen
„Insbesondere die Umwandlung gasförmiger Schadstoffe in Aerosolpartikel und deren Auswirkung auf die Wolkenbildung stehen für uns dabei im Vordergrund. Im Unterschied zu Europa sind in Südostasien die Sonneneinstrahlung, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit viel höher, somit erwarten wir eine schnellere Umwandlung der Aerosolvorläufergase", erklärt Johannes Schneider, der sowohl als Gruppenleiter am MPI für Chemie als auch als Privatdozent am Institut für Physik der Atmosphäre der JGU tätig ist. „Insgesamt sind rund hundert Flugstunden für die Messflüge in den Emissionsfahnen asiatischer Metropolen geplant", sagt der Leiter des Projekts, John P. Burrows FRS vom Institut für Umweltphysik (IUP) der Universität Bremen. Das Forschungsflugzeug mit der Abkürzung HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) ist mit insgesamt 20 Messinstrumenten ausgestattet, um die verschiedenen Gas- und Partikelemissionen der Großstädte und ihre Reaktionsprodukte zu erfassen.
Das speziell instrumentierte Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) startet jeweils vom Flughafen in Tainan auf Taiwan für die Messflüge zu den verschiedenen asiatischen Metropolen und Ballungsräumen. Da die Messflüge auf wolkenfreie Bedingungen angewiesen sind, um in niedrigen Höhen in die Abgasfahnen der Städte fliegen zu können, finden sie jetzt im Frühjahr mit vergleichsweise günstigen Wetterbedingungen statt.
Mehr als 50 Partner
Das internationale Projekt EMeRGe umfasst mehr als 50 Partner aus 16 verschiedenen Ländern. Darunter sind 27 aus Asien. Eine besondere Rolle spielen die Wissenschaftler der taiwanesischen Gastgeber Academia Sinica und National Taiwan University. „Diese Partner werden parallel zu den HALO-Flügen ergänzende Messungen von anderen Flugzeugplattformen sowie von bodengestützten Netzwerken durchführen“, erläutert John P. Burrows. Insgesamt sind innerhalb der nächsten vier Wochen etwa zehn HALO-Messflüge über Asien geplant.
Projekt wird mit rund sechs Millionen Euro gefördert
Projektpartner in Deutschland sind neben der Universität Bremen das Max-Planck-Institut für Chemie, die Universitäten Mainz, Heidelberg und Wuppertal sowie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Forschungszentrum Jülich. Das Projekt EMeRGe wird mit rund sechs Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) und dem DLR finanziert.
Über HALO
Das Forschungsflugzeug HALO ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. HALO wurde aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, der Helmholtz-Gemeinschaft und der Max-Planck-Gesellschaft beschafft. Der Betrieb von HALO wird von der DFG, der Max-Planck-Gesellschaft, dem Forschungszentrum Jülich, dem Karlsruher Institut für Technologie, dem Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam und dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig (TROPOS) getragen. Das DLR ist zugleich Eigner und Betreiber des Flugzeugs.