Bessere Luftqualität durch maßgeschneiderte Überwachungsprodukte

Mit neuen Überwachungs- und Prognoseinstrumenten könnten in der Politik und aus der Klimawissenschaft leichter Maßnahmen eingeführt werden, um die Luftqualität zu verbessern.

Gesundheit

Die schlechte Luftqualität ist weiterhin weltweit in kritisches Gesundheitsproblem, das jedes Jahr zu etwa 7 Millionen(öffnet in neuem Fenster) vorzeitigen Todesfällen führt. Die Bevölkerungen in Entwicklungsländer sind Umweltbelastungen meist mehr ausgesetzt, doch auch in bestimmten Regionen und Europa und Vereinigten Staaten liegen die Werte über den Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation(öffnet in neuem Fenster). Vor diesem Hintergrund sind präzise Messungen der globalen und regionalen Luftverschmutzung wichtig. Diese erfolgen meist mittels Bodenbeobachtungsstellen und Satellitenbeobachtungen, über die Daten zur chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre gesammelt werden.

Daten zur Luftqualität in verwertbare Informationen umwandeln

Anhand dieser Daten können Sachverständige und politische Entscheidungstragende sich zwar eine Vorstellung der Umweltbelastung machen – und manchmal auch der Ursachen –, ein großes Problem ist jedoch, diese Daten in verwertbare, nützliche Informationen umzuwandeln. „Diese Satellitendaten sind zwar eine potenzielle Goldgrube, werden jedoch meist zu wenig genutzt“, sagt der Projektkoordinator von AQ-WATCH(öffnet in neuem Fenster), Guy Brasseur vom Max-Planck-Institut für Meteorologie(öffnet in neuem Fenster) in Deutschland. „Die Daten stecken in Dateien und Computern.“ Der Grundgedanke hinter AQ-WATCH war also, die bereits vorhandenen Informationen vollständig auszunutzen, indem bedienungsfreundliche Überwachungsprodukte entwickelt werden, die der Politik, Wissenschaft und letztendlich der Bevölkerung zugutekommen. Dafür kamen im Projekt nicht nur Vertreterinnen und Vertreter aus Forschung und Wissenschaft zusammen, sondern auch KMU mit Erfahrung im Bereich IT-Produkte. Der Fokus lag auf drei geographischen Regionen: Chile, Peking in China und Colorado in den Vereinigten Staaten. „Zunächst haben wir bestimmte Produkte vorgeschlagen, und diese Ideen dann mit Endnutzenden besprochen“, ergänzt Brasseur. „Dann haben wir erste Prototypen gebaut, weitere Besprechungen durchgeführt und die Prototypen anhand der Rückmeldungen und Vorschläge verbessert.“

Prototypen zur Überawchung der Luftqualität

Dank der KMU konnte das Team mehrere Prototypen aufbauen, um die bestehenden Daten auszuwerten. Diese Instrumente sind so konzipiert, dass sie leicht in bestehende ÜBerwachungssysteme integriert und an bestimmte Anforderungen angepasst werden können. Eines der Instrumente ist ein System für Luftquialitätsvorhersagen in städtischen Gebieten mit hoher Auflösung, dass auf Daten von Satelliten und Bodenstationen beruht. Ein zweites Ergebnis ist ein Luftverschmutzungsatlas. „Wir haben auch einen Quellenzuweisungsdienst entwickelt, mit dem die Quelle der Luftverschmutzung bestimmt werden kann, um zu erkennen, ob diese Quelle lokal ist“, erklärt Brasseur. „So können Maßnahmen eingeleitet werden, die direkt an der Quelle ansetzen.“ Das Team entwarf einen Werkzeugkasten zur Bewertung der Effizienz vorgeschlagener Maßnahmen zur Minderung der Luftverschmutzung sowie ein System zur Vorhersage von Staubstürmen. Das könnte besonders für Betreibende von Solaranlagen wichtig sein, deren Leistung durch Staubstürme erheblich beeinträchtigt werden kann. Ein Warnsystem für Waldbrände wurde in Colorado getestet. Das Team gestaltete auch Modelle zur Vorhersage von Verschmutzung durch Fracking. Diese Prototyp-Produkte wurden über eine Plattform(öffnet in neuem Fenster) bereitgestellt, die speziell für das Projekt eingerichtet wurde.

Weiterentwicklung und Kommerzialisierung der Produkte

Seit Projektende ist das Konsortium damit beschäftigt, Ausbau- und Kommerzialisierungsmöglichkeiten für die Produkte zu suchen. Auch die Abdeckung für andere Regionen der Welt steht auf der Agenda. So hat zum Beispiel ein internationales Energieunternehmen Interesse bekundet, das System zur Überwachung der Luftqualität in Teilen Afrikas einzusetzen. „Ein Hauptproblem ist dabei, dass die Anforderungen je nach Region der Erde unterschiedlich ausfallen“, sagt Brasseur. „Daher müssen die Produkte jeweils an die Situation angepasst werden. Dafür ist eine weitere Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Unternehmen notwendig.“