Wo die Luft am dicksten ist
Jülicher Wissenschaftler wollen herausfinden, welche Faktoren Einfluss auf das Stadtklima haben. In Stuttgart messen sie nun die Verteilung von Schadstoffen, auch anderswo sind Klimaforscher in den Straßen unterwegs.
JÜLICH Wenn Robert Wegener vormittags mit seinem Messfahrzeug die Kolbstraße in Stuttgart entlangfährt, klettern die Werte auf der Anzeige der Messgeräte nach oben. Die kleine Seitenstraße führt hoch zur B 14, zu jener Straße, der Stuttgart den Titel Feinstaubhauptstadt Deutschlands verdankt. „Hier merkt man schon den Einfluss der Bundesstraße“, sagt der Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich, während er sich der Ampel nähert. Jeden Tag quält sich der Berufsverkehr auf der engen B 14 durch die Stuttgarter Innenstadt. An der Kreuzung mit der Kolbstraße lässt die Bundesstraße kaum Platz für Bürgersteige, die Häuser sind mehrere Stockwerke hoch. „Hier kann es abhängig von der Wetterlage fünf Minuten und mehr dauern, bis sich die Luft der Straße mit der Luft über den Häusern vermischt“, sagt Wegener.
Andreas Wahner
Die Jülicher Forscher wollen wissen, wie sich die Schadstoffe an einem gewöhnlichen Tag verteilen und wie sie abgebaut werden. „Wir wollen die Prinzipien erkennen, die für die Luft von Großstädten wichtig sind“, erklärt Andreas Wahner, Leiter des Jülicher Instituts für Energieund Klimaforschung. Deshalb fährt sein Mitarbeiter mit dem mobilen Messfahrzeug mehrere Tage durch Stuttgart, sammelt Wetterdaten und misst im fließenden Verkehr binnen Sekunden mehr als ein Dutzend Luftschadstoffe mit großer Genauigkeit. Auf der B 14 schwankt die Konzentration der Stickoxide erheblich: Ampeln, der Stop-and-goVerkehr, Unterführungen, anfahrende Lkw, die Bebauung – alles hat seinen Einfluss. Als sich die Häuserschluchten am Stuttgarter Schlossgarten öffnen, sinken die Werte deutlich.
Wegener ist mit seinem Messfahrzeug auch in Berlin unterwegs. Sämtliche Messwerte fließen gemeinsam mit den Wetterdaten in ein Computermodell ein, das die Verteilung von Schadstoffen in Großstädten simulieren soll. Zum Projekt „UC² – Stadtklima im Wandel“gehören 24 Partner, darunter sind Städte, Universitäten, Forschungseinrichtungen und private Unternehmen. Das Modell soll die Situation in einzelnen Straßen bis auf zehn Meter genau wiedergeben und neue Impulse für die Stadtpla- nung liefern. Denn für die Verbesserung der Luftqualität in den Innenstädten gibt es durchaus andere Konzepte als nur technische Maßnahmen an Autos oder Fahrverbote. Auch die Gestaltung von Straßen und Plätzen oder die Höhe von Häusern haben ihre Auswirkungen. „Wenn man das berechnen will, reicht es nicht aus, sich mit den Abgaswerten einzelner Fahrzeuge zu beschäftigen“, sagt Wahner, „dann muss man vor Ort möglichst kleinräumig messen.“
Die Fahrten der Jülicher Forscher haben bereits mit einem weitverbreiteten Vorurteil aufgeräumt. „Die gängige Vorstellung ist, dass, wenn in einer Stadt die Grenzwerte an einer festen Messstation überschritten werden, die Luftqualität in der ganzen Stadt entsprechend schlecht ist“, sagt Andreas Wahner. Das stimme aber nicht. „Auf stark befahrenen Straßen herrscht oft eine deutlich andere Belastungssituation als eine Querstraße weiter, obwohl beide Straßen nur durch eine Häuserreihe getrennt sind“, ergänzt der Wissenschaftler.
Nicht nur in Jülich, auch an anderen Forschungsinstituten werden neue Messsysteme entwickelt, die mehr Informationen über das Klima und die Luftverschmutzung in der Stadt liefern sollen, als es einzelne stationäre Messstationen können. Dabei werden die kleinen Sensoren zunehmend mobil. Forscher der Universität Augsburg haben kleine Miniatur-Flugzeuge mit Messgeräten ausgestattet, die bis in 250 Meter Höhe aufsteigen können. Wissenschaftler aus Hannover setzen zu diesem Zweck Drohnen ein. In Wiesbaden messen Biologen den Einfluss von Bäumen auf die Schadstoffbilanz. Die TU Braunschweig hat ein Fahrrad mit sensibler Messtechnik entwickelt. In Innsbruck laufen Wissenschaftler mit schwe- ren Rucksäcken durch die Stadt, um die Konzentration bestimmter Schadstoffe und Wetterdaten zu messen. Diesen Monat treffen sich die Entwickler dieser ganz unterschiedlichen Messtechniken für gemeinsame Intensiv-Messungen in Berlin. Die Kombination aller Daten fließt in das Computermodell ein und soll neue Erkenntnisse liefern, wie sich Luftschadstoffe in der Stadt verteilen und welche Faktoren dafür wichtig sind. Im Sommer 2019 will das Forschernetzwerk schließlich seine Simulation der Öffentlichkeit vorstellen. Vorbilder dafür gibt es schon: Die Leibniz-Universität in Hannover hat ein kleineres Modell für die chinesische Enklave Macao entwickelt.
In Stuttgart warten viele Bürger nicht mehr auf die Ergebnisse der Wissenschaftler. Sie messen die Feinstaubwerte jetzt selbst. Das Equipment stammt aus dem Internet, die Hobbyforscher vom OK Lab Stuttgart bauen die Geräte nach Anleitung zusammen, ihre Messwerte stellen sie für jedermann zugänglich ins Internet. Etwa 30 Euro kostet ein Sensor für Feinstaub. Das Messverfahren liefert zwar deutlich unsicherere Werte als die überprüften Methoden der Wissenschaft, aber das nehmen die Hobbyforscher in Kauf. Vor allem bei starken Temperatur-Schwankungen und bei Änderungen von Luftdruck und Luftfeuchtigkeit bekommen die alternativen Messgeräte ihre Probleme. Die Forscher an den Universitäten verwenden viel Zeit darauf, damit sie wissen, dass ihre Messgeräte unabhängig von den Bedingungen immer die richtigen Ergebnisse liefern. Das Engagement der Bürger zeigt aber den großen Bedarf nach mehr Informationen über die Luftverschmutzung.
„Auf stark befahrenen Straßen herrscht oft eine andere Belastung als eine Straße weiter“
Klimaforscher