Ozonbelastung in Sachsen

Ozon ist ein wichtiges Spurengas, das gleichzeitig als Luftschadstoff und Treibhausgas wirkt und bedeutende Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die Vegetation, aber auch auf das Klima der Erde hat.

Projektziele:

• Verbesserung des Verständnisses der Trends sowie des Kenntnisstands zu Quellen und zu Auswirkungen der Ozonbelastung in Sachsen (Datengrundlage: stündliche Ozonkonzentrationen aus dem sächsischen Luftgütemessnetz; Schwerpunkte: langfristige Trends, Bedeutung von Stickoxiden, flüchtigen organischen Verbindungen und Partikeln, meteorologische Bedingungen als wichtige Einflussgröße auf Ozon)
• quantitative Abschätzung der Wirkung aktueller bzw. steigender Ozonkonzentrationen auf land- und forstwirtschaftliche Erträge und auf die Kohlenstoffbindung in der Vegetation
• Einschätzung zu Kosten und Nutzen der möglichen Maßnahmen zur Senkung der Ozonkonzentration
• Entwurf eines Messprogramms zur Erfassung der für die Ozonkonzentration wesentlichen meteorologischen und chemischen Komponenten

Projektergebnisse:

• Die Auswertungen der Messdaten aus dem Luftmessnetz zeigen räumliche Unterschiede der Ozonentwicklung in Sachsen: Die niedrigsten Ozonkonzentrationen sind an den städtischen Verkehrsstationen und die höchsten Konzentrationen im ländlichen Hintergrund auf dem Erzgebirgskamm zu finden.
• Erfolge von Luftreinhaltemaßnahmen der vergangenen Jahrzehnte führen zu deutlich niedrigeren Ozon-Spitzenwerten, allerdings wird die chronische Gesamtbelastung durch Ozon vermutlich weiterhin bestehen bleiben.
• In den letzten zwei Dekaden kam es bei allen Stationstypen zu einer Verschiebung bei den Häufigkeitsverteilungen: Eine Abnahme in den niedrigsten Konzentrationsklassen und eine Verschiebung in den mittleren Konzentrationsbereich ist fast überall sichtbar.
• Die Ausprägungen der Trends der mittleren Ozonkonzentrationen an den einzelnen Stationen sind abhängig vom Bezugszeitraum. Die stärkste Zunahme der Ozonkonzentrationen in den letzten zehn bis 20 Jahren konnte an den Verkehrsstationen beobachtet werden.
• Als wichtigste Einflussgrößen auf die Ozonkonzentrationen konnten im Modell das Wasserdampfdruckdefizit, Stickoxidkonzentrationen, Luftfeuchte, Tag des Jahres, Globalstrahlung entlang der Rückwärtstrajektorie und die Temperatur identifiziert werden.
• Zunehmendes Wasserdampfdruckdefizit, höhere Globalstrahlung entlang der Trajektorie, steigende Temperaturen sowie abnehmende Luftfeuchten bewirken einen Anstieg der Ozonkonzentrationen. Ein Anstieg der Stickoxidkonzentration führt unter bestimmten Witterungsbedingungen dagegen zu einer Abnahme der Ozonkonzentration.
• Zur Risikobewertung für Ozonschäden an der Vegetation kann neben dem bisherigen gesetzlich verankerten Berechnungsansatz AOT40 die phytotoxische Ozondosis (POD) heranzogen werden.
• In Sachsen besteht, außerhalb der Städte, entsprechend des POD-Ansatzes flächendeckend ein hohes Risiko für Vegetationsschäden. Das führte in den vergangenen Jahren zu Verlusten von 2 bis 20 % bei der Biomasseproduktion von Wäldern, beim Kornertrag von Getreide und bei der Ausbildung von Blüten im Grünland.

Ozon wird aufgrund seines Einflusses auf Gesundheit, Vegetation und Klima in den nächsten Jahrzehnten ein wichtiges Thema in der Luftreinhaltung bleiben und möglicherweise im Zuge des Klimawandels noch weiter an Bedeutung gewinnen.