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Wie der Klimawandel die Auswirkungen der Luftverschmutzung verschlimmert

Im Zuge einer europaweiten Studie über die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf Ökosysteme unter Klimabedingungen, die in der Veränderung begriffen sind, wurde eine Reihe von großen Modellen und Datensätzen entwickelt. Die EU-finanzierte Initiative zeigte, dass Stickstoff und Ozonverschmutzung miteinander interagieren und diese sich auf Ernteerträge, die Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft und die Kohlenstoffspeicherung auswirken. Angesichts der Klimaerwärmung ist zu erwarten, dass sich die nachteiligen Auswirkungen der Luftverschmutzung verschärfen werden.
Wie der Klimawandel die Auswirkungen der Luftverschmutzung verschlimmert
Das Projekt ECLAIRE (Effects of climate change on air pollution impacts and response strategies for European ecosystems) untersuchte, wie das Klima, die Ökosysteme und die Atmosphäre interagieren und wie sich dies auf die Ökosysteme auswirkt. Die Arbeit basierte auf Feldbeobachtungen und Laborexperimenten, die mit Hilfe verschiedener Modelle durchgeführt wurden, welche von einem Plot-Maßstab bis zu einem europäischen Maßstab reichten.

Messungen des Flusses von Stickstoffmonoxid (NO), Ozon (O3), Ammoniak (NH3) und biogenen (eine durch Lebensprozesse gebildete Substanz) flüchtigen organischen Verbindungen zwischen europäischen Ökosystemen und der Atmosphäre bildeten die Grundlage dafür, ein besseres Verständnis der Klimawechselwirkungen zu erreichen. In Kombination mit den Resultaten experimenteller Ökosystemmanipulationen verwendeten die Projektpartner die Ergebnisse, um Computermodelle zu verbessern, die wichtige Bestandteile der europäischen Ökosysteme berücksichtigen.

Es wurden Modelle für eine Vorhersage der Bedeutung biogener Emissionen bezüglich Luftverschmutzung und Klima in einem europäischen und globalen Maßstab entwickelt. Es wurde zudem eine gezielte Datensuche durchgeführt, um die bestehenden Modelle für eine Reihe von Ökosystemarten zu beurteilen und weiterzuentwickeln. Es wurden wichtige Parameter identifiziert und es wurden Protokolle entwickelt, um Daten aus den ECLAIRE-Experimenten zu sammeln.

Es wurden globale dynamische Modelle zu Boden und Vegetation erstellt, welche die Auswirkungen einer Exposition gegenüber O3 und einer Stickstoffdeposition auf die Ertragsfähigkeit berücksichtigen. Ferner wurde ein Forstmodell entwickelt, um Schnellbewertungen bezüglich Luftqualität und Klimawandelinteraktionen durchzuführen. Forscher führten eine vorläufige Kartierung der Ozonschwellenwerte für Wälder durch und modellierten alle Veränderungen anhand verschiedener Parameter, die die Kohlenstoffbindung in Wäldern beeinflussen.

Darüber hinaus machte ECLAIRE deutlicher, wie der Klimawandel die Auswirkungen von Luftschadstoffen auf Ernteerträge beeinflusst – dies betrifft insbesondere Ernteverluste aufgrund troposphärischen Ozons. Hierbei wurden neuartige Wechselwirkungen mit Stickstoff identifiziert. Die Forscher stellten fest, dass höhere O3-Werte die Stickstoff-Nutzungseffizienz von Pflanzen senken. Dies legt nahe, dass eine O3-Verschmutzung sowohl die Wasserbelastung mit Nitraten als auch die Emission von Distickstoffoxiden verschlimmert.

Die Ergebnisse enthüllten zudem, inwiefern landwirtschaftliche NH3-Emissionen bei einem wärmeren Klima ansteigen werden und sich hierdurch der großflächige Rückgang von Dünge-Stickstoff verschärfen wird. Diese Erkenntnis unterstrich die Notwendigkeit für europäische NH3-Emissionskontrollen, falls die Luftqualitätsziele für Feinstaub (particulate matter, PM) und die Habitat-Schutzziele für die Stickstoffdeposition unter zukünftigen Klimabedingungen erreicht werden sollen.

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Schlüsselwörter

Luftverschmutzung, Ökosysteme, Stickstoff, Ozon, ECLAIRE, Klimawandel, Stickstoffmonoxid, Stickstoffmonoxid, Ammoniak, biogen, Kohlenstoffabscheidung
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