Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was beeinflusst tatsächlich die Luftverschmutzung über dem Indischen Ozean?

25.08.2004


Säulenwerte der troposphärischen Stickoxide (in 1014 Moleküle / cm2), berechnet mit dem Computermodell für a) Januar1999 während der INDOEX- Kampagne und b) September 1998 während der Monsunübergangszeit. Bild: Max-Planck-Institut für Chemie


Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie weisen beträchtliche Belastung der Atmosphäre in den Monsunübergangszeiten nach.


Mit einer Kombination von Satellitenbeobachtungen und Computermodellierung haben Forscher des Mainzer Max-Planck-Instituts für Chemie die Luftverschmutzung durch Stickoxide über dem Indischen Ozean untersucht.

Sie konnten nachweisen, dass die Luft über dem zentralen Indischen Ozean in der südlichen Hemisphäre keineswegs immer so rein ist, wie es bei früheren Messungen während der Wintermonsunzeit beobachtet wurde. Vielmehr fanden sie während der Monsunübergangszeiten beträchtliche Verschmutzungen durch aus Afrika und Südostasien stammende Luftmassen. Das am stärksten belastete Gebiet ist der Golf von Bengalen, der durch den Ausstoß von Schadstoffen aus Indien und Südostasien sowie aus China beeinflusst wird (Geophysical Research Letters, 30. April 2004 und 11. August 2004).


Aufgrund der wenigen bisher vorliegenden Langzeitbeobachtungen, die sich über alle Jahreszeiten erstrecken, ist die Kenntnis der chemischen Vorgänge in der Atmosphäre über dem Indischen Ozean nach wie vor unzureichend. Dieses Gebiet ist wegen der starken tropischen Sonneneinstrahlung, hohen Luftfeuchtigkeit und wachsenden anthropogenen Emissionen von Schadstoffen chemisch aktiv. Das "Indian Ocean Experiment" (INDOEX) war eine internationale Messkampagne während der Monsunzeit im Winter 1999 mit dem Ziel zu untersuchen, wie die Luftverschmutzung Klimaprozesse über dem tropischen Indischen Ozean beeinflusst. Satellitenaufnahmen zeigten eine dicke Dunstglocke - eine der mittlerweile weltweit bekannten "atmosphärischen braunen Wolken" - die sich während dieser Zeit über Tausende von Kilometern südlich von Indien erstreckte. Im Gegensatz zu der starken Verschmutzung in der nördlichen Hemisphäre weisen diese Messergebnisse auf eine vergleichsweise reine Luft in der südlichen Hemisphäre hin.

Die Erforschung der Luftverschmutzung in Südasien am Max-Planck-Institut für Chemie konzentrierte sich seitdem auf andere Jahreszeiten. Die MINOS-Messkampagne (Mediterranean Intensive Oxidants Study), die unter Leitung des Instituts im Sommer 2001 durchgeführt wurde, hat gezeigt, dass die gleichen Monsunstürme, die sintflutartige Regenfälle bewirken, auch unlösliche Gase wie Kohlenmonoxid in die obere Troposphäre befördern, wo sie dann bis zum Mittelmeer transportiert werden. Dafür hat die Nachwuchsgruppe "SAPHIRE" ("Southern Asian Photochemistry and Impacts of the Redistribution of Emissions") der Abteilung Atmosphärenchemie eine Methode der "chemischen Wettervorhersage" entwickelt, mit der man Veränderungen der Konzentrationen von Gasen wie Ozon und Kohlenmonoxid täglich vorhersagen kann. Diese Prognosen zeigten an, an welchen Tagen "die Verschmutzungswolke" sich in Reichweite eines auf Kreta stationierten Forschungsflugzeuges befinden würde. Dreimal leiteten diese Vorhersagen das Flugzeug in Gebiete, wo die Luft tatsächlich weitaus stärker verschmutzt war als sonst in diesen Höhen über dem Mittelmeer und zudem deutliche Anzeichen für Emissionen aus dem südlichen Asien aufwies. Dieses Teamwork zeigte deutlich einen vorher noch nicht bekannten interkontinentalen Transportpfad der Schadstoffe auf.

Die Wissenschaftler in der Nachwuchsgruppe berichten nun in zwei Artikeln in der renommierten Fachzeitschrift "Geophysical Research Letters" über neue Ergebnisse zur Luftverschmutzung über dem Indischen Ozean. Dazu hatten sie eine Kombination aus Satellitendaten der Jahre 1996-2000 und globale Modellrechnungen verwendet und sich auf die Verschmutzung durch Stickoxide in den Zeiträumen zwischen dem Sommer- und dem Wintermonsun - den Monsunübergangszeiten - konzentriert. Stickoxide (NOx = NO + NO2) sind ein wichtiger Bestandteil der Troposphärenchemie, die die Ozonproduktion katalysieren und die Hydoxylradikale, das "Reinigungsmittel" der Atmosphäre, beeinflussen. Die maritimen Stickoxide stammen hauptsächlich aus dem weitreichenden Transport kontinentaler Emissionen, von Blitzentladungen und von Schiffen. Die neuen Befunde zeigen ausgeprägte, halbjährlich auftretende "Plumes" der Stickoxidverschmutzung, die sich über den ganzen zentralen Indischen Ozean ausdehnen - vor allem in der mittleren Troposphäre - und die im Westen aus Afrika und im Osten aus Südostasien (Indonesien und andere Länder) stammen (Abb. 1b). "Unsere Ergebnisse zeigen, dass der zentrale Indische Ozean keineswegs immer so rein ist wie man es bisher während der Wintermonsunzeit beobachtet hat", sagt Mark Lawrence, der Leiter der Nachwuchsgruppe. "Besonders interessant ist, dass der Grad der Verschmutzung während der Übergangszeiten südlich 10°S sogar größer ist als im nördlichen Indischen Ozean. Wir begegnen hier also gerade der entgegen gesetzten Situation wie bei der INDOEX-Messkampagne."

Die Wissenschaftler haben sich bei ihren Forschungen auch für die Frage interessiert, auf welche Weise die Emissionen aus den umgebenden kontinentalen Gebieten die NOx-Verschmutzung über dem Indischen Ozean beeinflussen. Ihre Ergebnisse zeigen: Rückkopplungen in der Atmosphärenchemie können dazu führen, dass manche Abwindgebiete nur wenig empfindlich gegenüber Aufwindemissionen sind. Das heißt, eine Verringerung der globalen NOx-Emissionen aus allen Quellen um 50 Prozent würde über Teilen des Indischen Ozeans nur zu einer Verringerung der NOx-Level um 15 Prozent führen. Das gilt umgekehrt auch für einen Anstieg der NOx-Emissionen. Weiterhin zeigen die Ergebnisse, dass der Einfluss von Emissionen aus Indien auf den zentralen Indischen Ozean sich auf die Zeit des Wintermonsuns beschränkt und dennoch sehr gering ist: Eine Änderung der NOx-Emissionen aus Indien um 10 Prozent führt nur zu einer Änderung um 3 Prozent in den NOx-Levels über dem nördlichen Indischen Ozean. Dies steht im Gegensatz zu dem starken Einfluss, den der Ausstoß von Aerosolen und langlebigen Gasen wie Kohlenmonoxid aus Indien hat und beruht auf der kurzen Lebensdauer von NOx (im Mittel etwa ein Tag) sowie auf der oben erwähnten Rückkopplung.

Den größten Einfluss auf die NOx-Chemie über dem zentralen Indischen Ozean übt während des ganzen Jahres Südostasien aus. Emissionen aus Afrika sind besonders für größere Höhen von Bedeutung. Das Gebiet mit der größten Verschmutzung ist der Golf von Bengalen, der stärker durch kontinentale Emissionen beeinflusst wird als das Arabische Meer, Schwerpunkt der INDOEX-Kampagne. Die Verschmutzung stammt den größten Teil des Jahres über aus dem Ausstoß Indiens und Südostasiens und während eines Teils des Jahres aus China. Das Ausmaß der Luftverschmutzung in diesem Gebiet sollte aufgrund dieser Ergebnisse durch weitere Messkampagnen insbesondere während der Monsunübergangszeiten erforscht werden.

Dr. Andreas Trepte | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Sauerstoffkrisen in der Adria sind nicht nur vom Menschen verursacht
28.03.2017 | Universität Wien

nachricht Müll in den Weltmeeren überall präsent: 1220 Arten betroffen
23.03.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit

Antibiotikaresistenz zeigt sich durch Leuchten

28.03.2017 | Biowissenschaften Chemie