Thema des Tages

Smog ? Ein Phänomen, das vielen Städten den Atem nimmt

Der Begriff „Smog“ wird immer mehr zum Modewort für die Medien. In der Vergangenheit wurde es hauptsächlich im Zusammenhang mit der Luftverschmutzung in den Großstädten Chinas verwendet. Doch mittlerweile sind vermehrt auch europäische Städte in den Smog-Fokus geraten. In Paris wurden schon 2014 wegen der zunehmend verschmutzten Luft Verkehrsverbote ausgesprochen. Nun gibt es auch in Deutschland erste Gerichturteile, die ein Verkehrsverbot nach sich ziehen und teilweise auch schon umgesetzt wurden. Als Grund für die
Luftverunreinigung zählen Autos und Industrie. Vor allem in den deutschen Ballungsräumen schlägt das Phänomen „Smog“ bei einer ungünstigen Wetterlage besonders hart zu. In den folgenden
Abschnitten soll der Begriff „Smog“ etwas näher erklärt werden.

Das Wort „Smog“ stammt ursprünglich aus dem Englischen und setzt sich aus den Begriffen „smoke“(Rauch) und „fog“ (Nebel) zusammen. Der Begriff wurde Anfang des 20. Jahrhunderts im nebelreichen London geprägt, als „Smog“ dort eine häufige Erscheinung war und zu dieser Zeit auch „London Peculiars“ genannt wurde. Er bezeichnet dabei eine durch Emissionen (Ausstöße von Luftschadstoffen) verursachte Luftverschmutzung, die unter besonderen meteorologischen Bedingungen insbesondere über dicht besiedelten Gebieten auftritt.

Günstige Voraussetzungen bietet die sogenannte
„Inversionswetterlage“(Umkehr des vertikalen Temperaturgradienten). Inversionen können durch unterschiedliche meteorologische Prozesse entstehen. Grundsätzlich müssen in den bodennahen Luftschichten im Vergleich zu den darüber liegenden Schichten kältere Temperaturen vorherrschen. Dies kann z.B. durch das großräumige Heranführen von Warmluft in der Höhe erreicht werden. Aber auch die Erwärmung der Luft durch Absinken im Bereich eines Hochdruckgebietes oder die Abkühlung der unteren Luftschichten durch Ausstrahlung führen oftmals zu der Ausbildung einer Inversionsschicht, wo markante
Temperaturgegensätze auftreten. Lokal vom Erdboden aufsteigende Luft kann dann eine solche Inversionsschicht nicht durchdringen. Somit stellt eine Inversion eine Art Sperrschicht dar, die einen Austausch zwischen bodennahen und höher liegenden Luftschichten verhindert (vgl. Graphik).

Entsprechend können auch Rauch, Dampf oder Autoabgase von
Holzfeuerungen, Kraftwerken oder Verbrennungsmotoren stammt nicht abziehen. Dadurch halten sich die Luftschadstoffe bei meist weiterer Verdichtung länger über der Stadt oder dem Ballungsraum. In dieser Dunstglocke kann sich dann eine ungewöhnlich hohe Konzentration von Luftschadstoffen, wie beispielsweise Ruß, Schwefeldioxid,
Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffoxid ausbilden. Durch
unterschiedliche chemische Reaktionen innerhalb der verschmutzten Luftschicht entstehen Sekundärstoffe, die wie auch die Stoffe selber zu Schäden an Pflanzen oder Gebäuden sowie zu Reizungen der Atemwege und Augen beim Menschen führen können.

Diese Art von Smog wird auch „Wintersmog“ oder „London-Smog“ genannt.

Zusätzlich zu diesem ursprünglichen Typ unterscheidet man auch noch den Sommersmog (Los-Angeles-Typ).

Mit Sommersmog ist eine verstärkte Bildung von bodennahem Ozon gemeint, einem stechend riechenden, reaktionsfreudigen Gas, dessen Moleküle aus drei Sauerstoffatomen bestehen. Dieses Ozon entsteht zusammen mit anderen Reizgasen, wenn Sonnenlicht auf Luftschadstoffe (Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe) trifft, die vor allem von Kraftfahrzeugen an die Umwelt abgegeben werden. Das bodennahe Ozon und die anderen Reizgase wie Stickstoffdioxid beeinflussen die Lungenfunktion negativ, lösen Tränenreiz aus, verringern die Leistungsfähigkeit, erhöhen möglicherweise das Krebsrisiko und begünstigen auch das Waldsterben. Das bodennahe Ozon bildet sich dabei nur bei Sonneneinstrahlung und Belastung der Luft mit den angesprochenen Schadstoffen, also vor allem an wolkenarmen
Sommertagen in Ballungsgebieten.

Derzeit kann man in Deutschland gebietsweise den ursprünglichen Typ, den „Wintersmog“ beobachten. Im Süden und Westen sorgt das Hoch „Hugo für kräftiges Absinken. Beim Absinken erwärmt sich die Luft und ist irgendwann wärmer als die durch Ausstrahlung abgekühlte und schwere bodennahe Luft. An diesem Punkt sinkt die Luft nicht weiter ab, es bildet sich eine Inversion bzw. Sperrschicht. Derzeit weist die Inversion einen Temperaturunterschied meist zwischen 6 und 10 Grad auf. Da die absinkende wärmere Luft meist auch mehr Feuchte enthält, kann sich im Grenzbereich oftmals eine Schichtbewölkung, den sogenannten Hochnebel ausbilden. Aufgrund der Weihnachtsfeiertage und somit einem verringerten Verkehrsaufkommen sowie einer gedrosselten Industrie sollten Luftprobleme noch keine größere Rolle spielen.

Ab Freitagabend kommt dann wieder etwas Schwung in die untere Atmosphäre. Unser Hoch „Hugo“ schwächelt und der Nachfolger über dem Ostatlantik ist auch noch nicht vollends in Schwung und reicht nicht bis nach Mitteleuropa. Die Chance lassen sich die Tiefdruckgebiete, die sich vorher meist zwischen Neufundland und Skandinavien tummelten, nicht entgehen und stoßen mit ihren Ausläufern weiter nach Süden vor. Die Folge sind auflebender Wind und zunehmende
Niederschlagsneigung, sodass sich die Inversionswetterlage im Süden und Westen zumindest vorübergehend entspannt.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 26.12.2018

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