Smog - Ein Phänomen, das vielen Städten den Atem nimmt

Der Begriff "Smog" wird immer mehr zum Modewort für die Medien. In
der Vergangenheit wurde es hauptsächlich im Zusammenhang mit der
Luftverschmutzung in den Großstädten Chinas verwendet. Doch
mittlerweile sind vermehrt auch europäische Städte in den Smog-Fokus
geraten. In Paris wurden schon 2014 wegen der zunehmend verschmutzten
Luft Verkehrsverbote ausgesprochen. Nun gibt es auch in Deutschland
erste Gerichturteile, die ein Verkehrsverbot nach sich ziehen und
teilweise auch schon umgesetzt wurden. Als Grund für die
Luftverunreinigung zählen Autos und Industrie. Vor allem in den
deutschen Ballungsräumen schlägt das Phänomen "Smog" bei einer
ungünstigen Wetterlage besonders hart zu. In den folgenden
Abschnitten soll der Begriff "Smog" etwas näher erklärt werden.

Das Wort "Smog" stammt ursprünglich aus dem Englischen und setzt sich
aus den Begriffen "smoke"(Rauch) und "fog" (Nebel) zusammen. Der
Begriff wurde Anfang des 20. Jahrhunderts im nebelreichen London
geprägt, als "Smog" dort eine häufige Erscheinung war und zu dieser
Zeit auch "London Peculiars" genannt wurde. Er bezeichnet dabei eine
durch Emissionen (Ausstöße von Luftschadstoffen) verursachte
Luftverschmutzung, die unter besonderen meteorologischen Bedingungen
insbesondere über dicht besiedelten Gebieten auftritt.

Günstige Voraussetzungen bietet die sogenannte
"Inversionswetterlage"(Umkehr des vertikalen Temperaturgradienten).
Inversionen können durch unterschiedliche meteorologische Prozesse
entstehen. Grundsätzlich müssen in den bodennahen Luftschichten im
Vergleich zu den darüber liegenden Schichten kältere Temperaturen
vorherrschen. Dies kann z.B. durch das großräumige Heranführen von
Warmluft in der Höhe erreicht werden. Aber auch die Erwärmung der
Luft durch Absinken im Bereich eines Hochdruckgebietes oder die
Abkühlung der unteren Luftschichten durch Ausstrahlung führen oftmals
zu der Ausbildung einer Inversionsschicht, wo markante
Temperaturgegensätze auftreten. Lokal vom Erdboden aufsteigende Luft
kann dann eine solche Inversionsschicht nicht durchdringen. Somit
stellt eine Inversion eine Art Sperrschicht dar, die einen Austausch
zwischen bodennahen und höher liegenden Luftschichten verhindert
(vgl. Graphik).

Entsprechend können auch Rauch, Dampf oder Autoabgase von
Holzfeuerungen, Kraftwerken oder Verbrennungsmotoren stammt nicht
abziehen. Dadurch halten sich die Luftschadstoffe bei meist weiterer
Verdichtung länger über der Stadt oder dem Ballungsraum. In dieser
Dunstglocke kann sich dann eine ungewöhnlich hohe Konzentration von
Luftschadstoffen, wie beispielsweise Ruß, Schwefeldioxid,
Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffoxid ausbilden. Durch
unterschiedliche chemische Reaktionen innerhalb der verschmutzten
Luftschicht entstehen Sekundärstoffe, die wie auch die Stoffe selber
zu Schäden an Pflanzen oder Gebäuden sowie zu Reizungen der Atemwege
und Augen beim Menschen führen können.

Diese Art von Smog wird auch "Wintersmog" oder "London-Smog" genannt.


Zusätzlich zu diesem ursprünglichen Typ unterscheidet man auch noch
den Sommersmog (Los-Angeles-Typ).

Mit Sommersmog ist eine verstärkte Bildung von bodennahem Ozon
gemeint, einem stechend riechenden, reaktionsfreudigen Gas, dessen
Moleküle aus drei Sauerstoffatomen bestehen. Dieses Ozon entsteht
zusammen mit anderen Reizgasen, wenn Sonnenlicht auf Luftschadstoffe
(Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe) trifft, die vor allem von
Kraftfahrzeugen an die Umwelt abgegeben werden. Das bodennahe Ozon
und die anderen Reizgase wie Stickstoffdioxid beeinflussen die
Lungenfunktion negativ, lösen Tränenreiz aus, verringern die
Leistungsfähigkeit, erhöhen möglicherweise das Krebsrisiko und
begünstigen auch das Waldsterben. Das bodennahe Ozon bildet sich
dabei nur bei Sonneneinstrahlung und Belastung der Luft mit den
angesprochenen Schadstoffen, also vor allem an wolkenarmen
Sommertagen in Ballungsgebieten.

Derzeit kann man in Deutschland gebietsweise den ursprünglichen Typ,
den "Wintersmog" beobachten. Im Süden und Westen sorgt das Hoch "Hugo
für kräftiges Absinken. Beim Absinken erwärmt sich die Luft und ist
irgendwann wärmer als die durch Ausstrahlung abgekühlte und schwere
bodennahe Luft. An diesem Punkt sinkt die Luft nicht weiter ab, es
bildet sich eine Inversion bzw. Sperrschicht. Derzeit weist die
Inversion einen Temperaturunterschied meist zwischen 6 und 10 Grad
auf. Da die absinkende wärmere Luft meist auch mehr Feuchte enthält,
kann sich im Grenzbereich oftmals eine Schichtbewölkung, den
sogenannten Hochnebel ausbilden. Aufgrund der Weihnachtsfeiertage und
somit einem verringerten Verkehrsaufkommen sowie einer gedrosselten
Industrie sollten Luftprobleme noch keine größere Rolle spielen.

Ab Freitagabend kommt dann wieder etwas Schwung in die untere
Atmosphäre. Unser Hoch "Hugo" schwächelt und der Nachfolger über dem
Ostatlantik ist auch noch nicht vollends in Schwung und reicht nicht
bis nach Mitteleuropa. Die Chance lassen sich die Tiefdruckgebiete,
die sich vorher meist zwischen Neufundland und Skandinavien
tummelten, nicht entgehen und stoßen mit ihren Ausläufern weiter nach
Süden vor. Die Folge sind auflebender Wind und zunehmende
Niederschlagsneigung, sodass sich die Inversionswetterlage im Süden
und Westen zumindest vorübergehend entspannt.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 26.12.2018

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