Die Luft auf der Erde wird immer schlechter. Durch eine zunehmende Belastung wird die globale Luftqualität zu einem immer akuteren Problem.
Einzigartige Anwendungsmethode: DEML
Jüngste Studien zeigen, dass die Feinstaubbelastung neuste Höchststände erreicht. Schon jetzt sorgt diese Form der Umweltverschmutzung täglich für Todesopfer und gesundheitliche Probleme. Eine Gruppe von Forschern, die unter anderem vom Australian Research Council und dem Australian Medical Research Future Fund unterstützt wurde, hat es sich nun zur Aufgabe gemacht, die tägliche Feinstaubbelastung des gesamten Planeten zu messen. Dabei griffen die Wissenschaftler auf einige Methoden erstmalig zurück. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie jüngst im Fachmagazin The Lancet – Planetary Health.
Die Forscher nutzten für ihre Modellierungsstudie das Deep Ensemble Machine Learning System (DEML): „Im DEML-Rahmen wurden bodengestützte PM2·5-Messungen von 5446 Überwachungsstationen in 65 Ländern weltweit mit GEOS-Chemie-Chemietransportmodellsimulationen kombiniert.“
Kartierung der Messungen zeigt deutliche Ergebnisse
Die Forscher erklären, dass die Messtationen teilweise sehr weit auseinander liegen. Demnach ist eine sichere Messung über die ausschließlich über die bisher genutzten Stationen schwierig. Angesichts dessen verglichen sie die Werte mit Satellitendaten und geografischen Informationen.
Daraus ergab sich im Anschluss eine Kartierung, aus denen sich die Feinstaubkonzentration für die Gebiete ergab. So schreiben die Forscher:
„Mit einem innovativen Ansatz des maschinellen Lernens haben wir diese Informationen integriert, um die täglichen Feinstaubkonzentrationen auf globaler Ebene mit einer hohen räumlichen Auflösung von zehn mal zehn Kilometern für den Zeitraum von 2000 bis 2019 zu kartieren“.
Die Ergebnisse sind eindeutig. Die Feinstaubbelastung liegt weltweit deutlich über den empfohlenen Grenzwerten der WHO. „Unseren Berechnungen zufolge lag die bevölkerungsgewichtete Feinstaubkonzentration in diesem Zeitraum weltweit bei 32,8 Mikrogramm pro Kubikmeter“, heißt es in der Studie weiter. Die WHO hat den Grenzwert für die jährliche Durchschnitts-Feinstaubbelastung auf fünf Mikrogramm pro Kubikmeter festgelegt.
Asien besonders betroffen
Der höchste Wert wurde mit 50 Mikrogramm pro Kubikmeter in Ostasien ermittelt. Damit liegt die Region zehnfach über dem Grenzwert. In Australien und Neuseeland, wo die Feinstaubbelastung in der Regel relativ niedrig ist, lag diese im Messzeitraum bei einem Jahresdurchschnitt von 8,5 Mikrogramm pro Kubikmeter.
Das Forscherteam stellte außerdem fest, dass die Feinstaubbelastung in den vergangenen Jahren gestiegen ist. Nur in Europa und Nordamerika war der Wert rückläufig.
Die Ergebnisse zeigen nicht nur, dass die Luftverschmutzung statistisch gesehen zunimmt, sie weisen auch auf das Leben der Menschen hin. Die Forscher berichten zudem, dass sich saisonabhängige Entwicklungen betrachten lassen: „Der Nordosten Chinas und Nordindien waren am stärksten in den Wintermonaten Dezember, Januar und Februar betroffen, während die östlichen Gebiete Nordamerikas in den Sommermonaten Juni, Juli und August die höchsten PM2,5-Werte aufwiesen.“
Die Ergebnisse sollen dabei als Grundlage für folgende Forschungen dienen. „Unsere Ergebnisse sind von Bedeutung für globale Strategien zur Verringerung der Luftverschmutzung und für die Bewertung der kurz- und langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen der globalen PM2,5-Belastung.“
Konkret können sich die Wissenschaftler vorstellen, dass weitere Untersuchungen Aufschluss über den genauen Ursprung der Belastung geben könnten. Daraus könnten sich anschließend neue Techniken und Methoden zur Reduzierung ergeben.