Klima und Luftschadstoffe
Die Luft der Atmosphäre ist nicht nur ein Gasgemisch (aus Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlenstoffdioxid und anderen Gasen), sondern enthält stets kleine Partikel. Diese Partikel sind z.B. Aerosole, die natürlichen sowie anthropogenen Ursprungs sein können.
Zu den natürlichen Aerosolen zählen Vulkanascheteilchen, Meersalz und Saharastaub, während Sulfataerosole bei Verbrennungsprozessen oder Rußpartikel zu den anthropogenen Aerosolen gehören.
Aerosole haben Einfluss auf den Strahlungshaushalt der Erde und treten in Wechselwirkung mit Wolken und gas- und partikelförmigen Spurenstoffen. Sie haben eher eine abkühlende Wirkung, weil sie die Sonnenstrahlen reflektieren und die Wolkenbildung fördern. Allerdings können Wolken die Erde entweder kühlen oder erwärmen. Hohe Wolken (z.B. Zirren, siehe oberstes Bild links) sind oft dünn und nur schwach reflektierend: Sie lassen einen Großteil der Sonnenstrahlung passieren und weisen somit eher einen wärmenden Effekt. Tiefe Wolken hingegen (z.B. Cumulus, Stratus) sind meist optisch dicht und reflektieren viel Sonnenlicht zurück ins Weltall.
Das Klima reagiert selbst auf kleinen Wolkenänderungen recht empfindlich, so dass sie das Klima im großen oder kleinen Maße beeinflussen.
Die Wechselwirkung zwischen dem anthropogenen Aerosol und den atmosphärischen Prozessen sind bisher weniger gut verstanden. Dies führt auch zu den größten Unsicherheiten, wenn es um die Abschätzung des Einflusses des Menschen auf das globale Klima geht. Diesen Fragestellungen werden u.a. auch in der Arbeitsgruppe "Spurenstoffmodellierung und Klimaprozesse" am Institut für Meteorologie und Klimaforschung nachgegangen.
Belastung der Luft
Die Belastung der Luft durch Feinstaub, NO2 und O3 weist in Deutschland trotz kontinuierlich verminderter Emissionen keinen eindeutigen Trend mehr auf, sondern unterliegt vornehmlich zwischenjährlichen Schwankungen.
Ursache der Luftschadstoffbelastungen sind Emissionen aus den unterschiedlichsten Quellen. Der Transport und die Verteilung von Schadstoffen in der Atmosphäre erfolgt in Abhängigkeit von den meteorologischen Bedingungen. So führen winterliche Hochdruckwetterlagen mit geringen Windgeschwindigkeiten, in denen der vertikale Luftaustausch auf wenige hundert Meter eingeschränkt ist, zur Anreicherung von Schadstoffen in den unteren Luftschichten. Andererseits tragen Wetterlagen mit guten Durchmischungsbedingungen zu einer Ausbreitung und damit zu einer Verdünnung von Schadstoffen in der Luft bei. Darüber hinaus spielen Niederschlagsprozesse eine Rolle. So prägen die von Jahr zu Jahr unterschiedlichen meteorologischen Bedingungen deutlich die zwischenjährlichen Schwankungen in der Luftbelastung.