Niederschläge reinigen die Luft je nach Intensität und Dauer. Am deutlichsten ist dies an der Sichtweite zu sehen, wenn nach Regen beispielsweise in Bayern die Alpen – von München 60 km entfernt – gut zu sehen sind.
Die Feuchtigkeit hat beispielsweise einen Einfuss auf die Teilchengröße emittierter Partikel und ihre Depositionsmechanismen.11
Mit dem Anstieg der Luftfeuchtigkeit lagert sich Wasser an die Partikel in der Atmosphäre an, so können zum Beispiel die Partikel bei einem Anstieg der relativen Luftfeuchtigkeit von 30% auf 85% doppelt so groß werden. Bei noch höherer Luftfeuchtigkeit steigt das Wachstum überproportional und die Partikel erreichen bei 99% Luftfeuchtigkeit das 10-fache ihrer ursprünglichen Größe. Durch die Aufnahme von Feuchtigkeit vergrößerte Partikel streuen beispielsweise die Sonnenenstrahlung. Auch der Wind verringert unter anderem die Partikelkonzentration. Eine Windgeschwindigkeit von 5m/s bedeutet eine Absenkung der Partikelkonzentration um 25%, bei 10m/s halbiert sie sich.12
Sonneneinstrahlung
Die Sonneneinstrahlung ist wesentlich an der Ozonbildung beteiligt und trägt zur chemischen Umwandlung organischer Substanzen bei. Die Globalstrahlung beträgt in Deutschland durchschnittlich 100 bis 130W/m², woraus sich eine Jahressumme von durchschnittlich 900 bis 1200kWh/m² ergibt. Dabei sind die höchsten Werte im Nordosten und im Süden zu finden. Zum Vergleich: In Spanien etwa liegt die Globalstrahlung bei durchschnittlich 230W/m². Unter Globalstrahlung versteht man die gesamte an der Erdoberfläche auf eine horizontale Empfangsfläche auftreffende Solarstrahlung.
Im Sommer ist die Einstrahlung dabei um das 5-fache höher als im Winter. Die Höhe der Sonneneinstrahlung ist abhängig von der Bewölkung, der Tageslänge und der Höhenlage über dem Meeresspiegel.
UV-Strahlung
Die UV-Strahlung spielt bei photochemischen Reaktionen und der Ozonbildung eine Rolle. Im Jahr 1993 haben das Bundesamt für Strahlenschutz BfS und das Umweltbundesamt den Betrieb an den vier Stationen des UV-Messnetzes in Zingst (Ostseeküste), Langen (Rheingraben bei Frankfurt), Schauinsland (Südschwarzwald) und Neuherberg (Stadtrand von München) aufgenommen. Später wurde das Messnetz zusammen mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) und assoziierten Institutionen, wie der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin in Dortmund (BAuA), der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) mit der Station in Westerland/Sylt, dem Meteorologische Observatorium Lindenberg, dem Bayerischen Landesamt für Umwelt (LfU) mit der Messstation in Kulmbach, und der Niedersächsische Gewerbeaufsicht mit den Stationen in Rinteln und Norderney, zu einem bundesweiten UV-Messnetz ausgebaut.13
Jahreszeiten
Neben den schon angeführten Einflüssen werden Abgasemissionen durch verschiedene Heizgewohnheiten, die Verwendung offener Kamine in Innenräumen sowie die Außentemperatur beeinflusst. Im Winter sind die Werte von NO, NO2, PM10, PM2,5 und CO daher deutlich ungünstiger.14
Die Ausführungen zur Meteorologie sind sehr vereinfacht dargestellt; sie sollen lediglich ihre Bedeutung für die Luftqualität dokumentieren. Für weitere Details siehe Metz.15
Zusammenhang zwischen den Emissionen und der Luftqualität
EmissionEmissionen werden vom Menschen durch Industrie, Kraftwerke, Hausbrand und Verkehr, und von der Natur durch Blitze, Waldbrände und Vulkanausbrüche verursacht. Sie unterliegen zusätzlich den meteorologischen Prozessen wie Regen und Wind (Windrichtung und Windgeschwindigkeit) und werden zum Beispiel durch die Sonnenstrahlung umgewandelt, bevor sie die lokale Luftqualität (Immission) bestimmen. Zur Erhaltung einer guten Luftqualität gibt es bei den anthropogenen (vom Menschen verursachten) Emissionen zwei Grenzwertoptionen:
Immissionsgrenzwerte für jede einzelne Komponente für unterschiedliche Zeitbezüge, die gegebenenfalls verschärft werden können.
Emissionsgrenzwerte je Abgaskomponente für verschiedene Quellen, die auch nach einer definierten Laufzeit weiter verschärft werden können.
Zusammenspiel von Emission und Immission, inklusive der Grenzwerte16
Dabei beeinflusst naturgemäß die Höhe der Emissionen die lokalen, regionalen und teilweise auch die globalen Auswirkungen, die ihrerseits die Luftqualität und damit auch die Höhe der Immissionsgrenzwerte bestimmen. Die Wirkung jeder Abgaskomponente auf den Menschen und zum Schutz der Pflanzen muss einbezogen werden.
Überwachung der Luftqualität und Wirkungseinschätzung
Umweltministerien und Landesämter für Umweltschutz überwachen die LuftqualitätLuftqualität.
Erste Messungen in den siebziger Jahren wurden zum Beispiel in München von Meteorologen durchgeführt, bis 1974 in Berlin das Umweltbundesamt gegründet wurde. Später wurden Umweltministerien und Landesämter in allen Bundesländern eingeführt. Als erstes deutsches Bundesland hat am 8. Dezember 1970 der Bayerische Landtag die Gründung des Bayerischen Staatsministeriums für Landesentwicklung und Umweltfragen beschlossen. Das Bayerische Landesamt für Umwelt ging 2005 aus den drei ehemaligen Landesämtern für Geologie, Umweltschutz und Wasserwirtschaft sowie aus Teilen des Landesamts für Arbeitsschutz, Arbeitsmedizin und Sicherheitstechnik hervor.
Baden-Württemberg hat 1987 das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft aus dem „Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Umwelt und Forsten“ herausgelöst. Die LUBW in Baden-Württemberg entstand zum 1. Januar 2006 aus der Zusammenlegung der Landesanstalt für Umweltschutz (LfU) mit dem Zentrum für Umweltmessungen, Umwelterhebungen und Gerätesicherheit (UMEG).
Zusätzlich kümmern sich viele Institute und Hochschulen um Messungen zur. Auch der Deutsche Wetterdienst veröffentlicht praktische Hinweise, insbesondere bei erhöhten Ozonwerten. Die Europäische Kommission erarbeitet für alle EU-Länder Richtlinien, die zeitnah von den Ländern in das nationale Recht übernommen werden. Die Weltgesundheitsorganisation WHO gibt Empfehlungen zur Grenzwertgestaltung.
Expositions-Wirkungsbeziehung
Um herauszufinden, welche Konzentration eines Stoffes eine negative Wirkung hat, werden verschiedene Methoden eingesetzt. Das Spektrum reicht von In-Vitro-Tests, wie bakteriologische Zelltests, Zelltransformationstests bis In-Vivo-Tests, also bei lebenden Probanden. Dazu werden Tierversuche meist mit Ratten, Mäusen und Hamstern herangezogen. Aus ethischen Gründen sind sie in der Kritik. Da beim Menschen solche Tests ausscheiden, werden sogenannte epidemiologische Untersuchungen genutzt.
Die Epidemiologie untersucht, wie Gesundheitsstörungen und krankheitsverursachende Faktoren in der Bevölkerung oder bei speziellen Gruppen von Menschen verteilt sind. Ist man einem krankheitsverursachenden Faktor ausgesetzt, spricht man von Exposition. So wird zum Beispiel bei der Untersuchung, ob Rauchen zu Lungenkrebs führt, Rauchen als Exposition
