Schmutzige Atmosphäre mit Frischluftnischen

News: Schmutzige Atmosphäre mit Frischluftnischen

Smog ist eine graue dichte Suppe verschmutzter Luftmassen über Ballungsräumen. Doch vereinzelt bleiben mittendrin Schichten klarer sauberer Luft erhalten, geschützt durch Temperaturinversionen, die einen Austausch mit dem umgebenden Dunst verhindern.

Philipp Weis

Aus der Vogelperspektive betrachtet sehen sich Mexiko-Stadt, Tokyo oder Johannesburg ziemlich ähnlich, denn meist sind sie unter einer dichten Smog-Decke verborgen.

Diese 'Decke' ist eine horizontale, nach oben scharf abgegrenzte Luftschicht, in der sich Ruß, Staub und Wasserdampf konzentrieren, weil die Temperaturen hier nicht, wie gewöhnlich, mit der Höhe abnehmen sondern zunehmen und so einen Austausch der Luftmassen verhindern.

Doch nun entdeckte Peter Hobbs von der University of Washington inmitten dichter Smogschichten eine Lage klarer, sauberer Luft, die sich jeweils nach oben und unten klar von den umgebenden verschmutzten Luftschichten abgrenzt. Clean-Air Slots nennt er diese Luftschichten: "Frischluftnischen".

Sie bilden sich bei sehr stabilen und trockenen Bedingungen in ungefähr zwei Kilometern Höhe und können bis zu 300 Meter mächtig werden. Diese klaren Luftschichten beobachtete der Meteorologe zwar auch an anderen Orten weltweit, doch schienen sie nirgends so stark ausgeprägt zu sein wie über dem südafrikanischen Kontinent während der Trockenzeit.

Hobbs' Cloud and Aerosol Research Group machte sich daher im August und September 2000 dorthin auf, um während insgesamt 26 Flügen nach diesem Phänomen zu suchen und es in Daten und Bildern festzuhalten. Zwölf mal waren die Forscher erfolgreich und konnten eine "dünne, weiße, horizontale Schicht" ausmachen, in der sich die Sichtweite deutlich erhöhte und sich gleichzeitig der Anteil an Ruß und Staub im Schnitt um ein Drittel reduzierte.

Die Schmutzpartikel der unteren Smogschicht stammen dabei von Abgasen, die an der Erdoberfläche freigesetzt werden, aufsteigen und sich unterhalb der Inversionsgrenze sammeln. Die obere Smogschicht dagegen entsteht durch Emissionen aus weiter entfernten Regionen, die dort in größere Höhen aufsteigen und sich anschließend horizontal über die andere Smogschicht schieben. Dazwischen bleibt, geschützt durch die Temperaturinversionen, die Frischluftnische.

Diese horizontale Schichtung kann tagelang stabil bleiben und sich über mehrere tausend Quadratkilometer erstrecken. Erst mit der Auflösung der Smog-Glocke durch vertikale Luftströmungen verschwindet auch der Clean-Air Slot wieder.