12.11.2018

Nutzung von Satellitendaten zur besseren Überwachung der Luftgüte

ESA/ATG medialab

Ein österreichisches Konsortium unter der Leitung der ZAMG erforscht die Verbesserung des Luftgütemanagements unter Verwendung der neuesten Erdbeobachtungssatelliten. Ziel ist, ähnlich den Satellitenbildern aus der Wettervorhersage, die Dynamik der gemessenen Luftschadstoffe darzustellen, und diese dann zusammen mit weiteren Analysen, Emissionsdaten und Luftschadstoffprognosen in digitaler Form zum Beispiel Behörden in Österreich und Europa bereit zu stellen. Dies liefert einen wichtigen Beitrag zur Quellstärke und Analyse von Luftverunreinigungen und letztendlich zur verbesserten Umsetzung von Maßnahmen.

Das Projekt APP4AQ wird am 14. November 2018 im Rahmen einer Copernicus Informations- und Trainingsveranstaltung in der Urania in Wien präsentiert.

Aufgrund der guten räumlichen Abdeckung und der schnellen Verfügbarkeit werden Satellitendaten einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der Ursachen von Luftverunreinigungen und der sinnvollen Maßnahmen zur Verbesserung der Luftgüte liefern können. Im Rahmen der 14. Ausschreibung des Austrian Space Application Progammes (ASAP14) fördert die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) das Projekt APP4AQ („Innovative APPlications for the augmented use of satellite observations to support Air Quality management"), welches Satellitendaten der neuen Generation für das Luftqualitätsmanagement in Österreich und Europa etablieren soll.

Satellitendaten als neue flächendeckende Messtechnik für Luftgüte

Unsere Atmosphäre ist ständig in Bewegung. Wenn Luftschadstoffe in diese abgegeben werden (Emissionen), wie etwa aus Kraftwerken, Heizungen, Landwirtschaft oder Verkehr, dann werden die Schadstoffe verteilt und je nach Wetterlage mehr oder weniger weit transportiert. Die Orte, an denen Luftverschmutzungen gemessen werden, befinden sich häufig fern der Orte, an denen die Luft verschmutzt wurde. Dadurch ist es oft schwierig, die Auswirkung der Quellen zu erfassen. Derzeit werden meist flächendeckende Emissionsinventuren zur Erkennung der Gründe und einzelne Luftgütemessungen zur Erkennung der Luftverunreinigungen verwendet und über Modellrechnungen miteinander verknüpft. Problematisch ist dabei, dass Emissionsinventuren zum einen räumlich nicht hinreichend aufgelöst sind, insbesondere bei Österreichs Topographie, und wegen der schwierigen Datenerhebungen oft veraltet sind. Stationen mit Luftgütemessungen wiederum sind zwar aktuell, können aber wegen der hohen Kosten nur Stichproben an wenigen Fixpunkten darstellen. Seit kurzem besitzen Erdbeobachtungssatelliten erstmals spezielle Instrumente, mit denen Luftverunreinigungen gemessen werden können und schaffen somit eine neue Möglichkeit im Luftgütemanagement. „Satellitendaten können durch ihre große räumliche Abdeckung die bisherigen Methoden und Datensätze, die für Luftgüteanalysen verwendet werden, deutlich erweitern. Die Verknüpfung der Daten mit numerischen Vorhersagemodellen ermöglicht eine bessere Quantifizierung und Überprüfung von weiteren potentiellen Verursachern", so Projektleiter Marcus Hirtl von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG).

Satellit Sentinel 5P liefert flächendeckend wichtige Informationen

In einem von der FFG geförderten Vorgängerprojekt hat ein Konsortium von österreichischen Forschungseinrichtungen und Firmen unter der Leitung der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) geprüft, welche aktuellen und zukünftig geplanten Satellitenmissionen sich für Luftgütedaten eignen würden und welche Art von Informationen die für Luftgüte verantwortlichen Einrichtungen (z.B. die österreichischen Bundesländer) überhaupt benötigen. Die Arbeiten haben gezeigt, dass eine Reihe von Satelliten derartige Messdaten liefern können. Insbesondere der im Oktober 2017 gestartete europäische Satellit Sentinel 5P ist mit speziellen Instrumenten ausgestattet, welche die räumliche Variabilität der Luftverschmutzung mit einer Auflösung von etwa 7 x 3,5 Kilometer ermitteln. Durch die Nutzung von Satellitendaten können die Ursachen von Luftverschmutzungen besser als bisher identifiziert werden, also zu welchem Anteil Verschmutzungen hausgemacht sind oder großräumig (z.B. durch Saharastaubwolken) verursacht wurden.

Satellitendaten haben großes Potential

Um diese Satellitendaten zukünftig nutzen zu können, wird das Konsortium eine anpassbare Plattform für räumliche Daten, also eine Art digitalen Atlas, entwickeln, von dem die mit Luftgüte befassten Behörden eine räumlich umfassende Sicht auf die Luftverschmutzungssituation in Österreich und Europa bekommen. Dafür werden auf dieser Plattform täglich aktualisierte Satellitenmessdaten, gemeinsam mit Daten aus Luftgütemessstellen und Emissionsdaten, bereitgestellt. „Es ist zu erwarten, dass Satellitendaten wegen ihrer guten räumliche Abdeckung und der schnellen Verfügbarkeit einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der Ursachen von Luftverunreinigungen und der sinnvollen Umsetzung von Luftgüte-Maßnahmen liefern werden", so Rudolf Orthofer, AIT Experte und Projektleiter am AIT Center for Innovation Systems & Policy. Weiters wird von Satellitendaten erwartet, dass in Zukunft damit die bestehenden Emissionsdaten aktualisiert und verbessert werden können.

Projektpräsentation am 14. November 2018 in der Urania in Wien

Zusätzliche Aufmerksamkeit bekommt das Projekt im Rahmen der Copernicus Informations- und Trainingsveranstaltung, wo es unter dem Titel „Satellitendaten unterstützen das Luftqualitätsmanagement in Österreich" präsentiert wird. Weitere Infos und das Programm der Veranstaltung finden Sie hier: https://infosessionaustria.eventsite.be/ .

Konsortium

Das Projekt wird von sechs österreichischen Partnern durchgeführt. Beteiligt sind die ZAMG (Projektleitung), das AIT, die TU-Graz und das Umweltbundesamt sowie die Unternehmen SISTEMA, EOX und EODC.

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Sentinel-5P dient der Klimaforschung und der weltweiten Überwachung der Luftqualität: Die Daten liefern auch einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der Ursachen von Luftverunreinigungen und zur Entwicklung von effizienten Maßnahmen zur Verbesserung der Luftgüte. Sentinel 5P misst zahlreiche Spurengase in extrem hoher Auflösung, wie Stickstoffdioxid, Ozon, Formaldehyd, Schwefeldioxid, Methan, Kohlenmonoxid und Aerosole. Quelle: ESA/ATG medialab –>Link zum Bild in Originalgröße

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