2.12 Auswirkungen der Maßnahmen gegen die COVID-19-Pandemie . 107
2.12.5 Auswirkungen auf die Belastung durch Ozon
Die bodennahen Stickoxidemissionen nahmen während des
COVID-19-Lockdowns (März bis Mai) auf der gesamten Nordhemisphäre stark ab, europa-weit um ca. ein Drittel (siehe Kapitel 2.12.1) (Guevara et al. 2021). Die Emissio-nen anderer Ozonvorläufersubstanzen (NMVOC, CO, CH4) veränderten sich kaum.
Die Abnahme der NOx-Emissionen und in Folge der gemessenen NOx -Konzent-rationen hatte regional unterschiedliche Auswirkungen auf die Ozonbelastung, die durch Modellrechnungen mit dem CAMS Ensemble Modell nachvollzogen werden können (Tarrason et al. 2021; Mertens et al. 2021)105:
⚫ In fast ganz Europa – besonders stark im mediterranen Raum und in den Alpen – nahm diese ab. Ab April lag die bodennahe Ozonbelastung um 5 bis 10 % unter dem langjährigen Durchschnitt106.
⚫ Im Bereich Benelux – Nordwestdeutschland, d. h. in der Region mit den höchsten Emissionsdichten bei NOx, nahm die Ozonbelastung zu. Infolge des Rückgangs der NOx-Emissionen erfolgte der Übergang von der norma-lerweise VOC-limitierten Ozonbildung zur NOx-limitierten Ozonbildung ((Tarrason et al. 2021); siehe Kapitel 2.10.1).
⚫ Innerhalb von Großstädten wurde durchwegs eine Zunahme der Ozonbe-lastung beobachtet: Durch die verminderte NO-Konzentrationen in der Luft fand der Ozonabbau langsamer statt (Mertens et al. 2021; Sicard et al.
2020)107.
104 In Österreich gehen 13 % der PM10-Emissionen auf den Straßenverkehr zurück; die Raumheizung als größte Quellgruppe wurde vom Lockdown nicht beeinflusst.
105 Copernicus Atmosphere Monitoring Service, Homepage | Copernicus.
106 Ein vergleichbarer Rückgang der Ozonbelastung wird für die ganze Nordhemisphäre (nördlich von 30 ° nördlicher Breite) modelliert.
107 Da in Österreich kaum verkehrsnahe Ozonmessstellen bestehen, ist diese Auswirkung der Lockdowns in Österreich wenig relevant.
Stark verminderte bodennahe Ozonbildung während Lockdown
Der Rückgang des Flugverkehrs führte ab März nördlich von 30 ° nördlicher Breite zu einer Reduktion der NOx-Konzentrationen in der oberen Tropo-sphäre108 um ca. 20 %. Dies führte in weiterer Folge zu einer um 4 bis 5 % ver-minderten Ozonkonzentration.
Eine weitere Ursache der niedrigen Ozonbelastung, die im Jahr 2020 registriert wurde, war das „arktische Ozonloch“. In den Monaten Jänner bis März 2020 kam es in der Stratosphäre über der Arktis zum bisher stärksten beobachteten Ozonabbau (maximaler Ozonverlust in Höhen um 18 km: 95 %). Bedingt wurde der Ozonabbau durch die Stabilität des stratosphärischen Polarwirbels und sehr niedrige Temperaturen. Ab April verteilte sich die ozonarme Luft nach Auf-brechen des Polarwirbels über die ganze Nordhemisphäre und beeinflusste auch die Ozonkonzentration in der Troposphäre. Im April lag die Ozonkonzent-ration im Bereich der Tropopause (10 km) bei etwa 50 % des langjährigen Mit-telwerts. Den ganzen Sommer über blieb die Ozonkonzentration in der gesam-ten Troposphäre und Stratosphäre unterdurchschnittlich (Steinbrecht et al.
2020).
Diese drei Faktoren zusammen bewirkten einen Rückgang der Ozonkonzentra-tion in der gesamten Troposphäre. Bodennahe Ozonbildung kam mit der Zu-nahme der NOx-Emissionen des Straßenverkehrs ab Mai wieder stärker in Gang, erst im August war die Ozonbelastung wieder auf dem Niveau der vergangenen Jahre.
In Österreich waren vor allem das Hoch- und Mittelgebirge von der niedrigen troposphärischen Hintergrundkonzentration betroffen.
Auch auf die Belastung in den inneralpinen Tälern südlich des Alpenhaupt-kamms wirkte sich die niedrige Konzentration in der freien Troposphäre aus; in diesen Regionen wird die Ozonbelastung nicht durch regionale Ozonbildung, sondern fast ausschließlich durch vertikalen Austausch mit der freien Tropo-sphäre – im Zusammenspiel mit Ozonabbau am Boden – bestimmt.
Besonders niedrig war die Ozonbelastung 2020 im äußersten Süden Öster-reichs, v. a. an den Messstellen Vorhegg und Arnfels. Hier wirkte sich besonders der NOx-Emissionsrückgang in Norditalien aus, der zu einem bis Juli anhalten-den starken Rückgang der Ozonbildung über der Po-Ebene beitrug (Messungen auf dem Monte Cimone (Cristofanelli, P., et al. 2021)).
108 Die Troposphäre ist die unterste Schicht der Atmosphäre. Die Troposphäre reicht vom Erdboden bis zum Beginn der Stratosphäre. Die Grenze dazwischen wird Tropopause genannt, diese liegt in mittleren Breiten in etwa 10 km Höhe. Als freie Troposphäre wird der Höhenbereich oberhalb der bodennahen Mischungsschicht bezeichnet, deren Höhe tagsüber bei 1 bis 2 km, nachts einige 100 m beträgt.
stark verminderte Ozonbildung in der oberen Troposphäre wegen Rückgang des Flugverkehrs
3 ÜBERSCHREITUNGEN DER GRENZWERTE UND ZIELWERTE DER EU-RICHTLINIEN
In diesem Kapitel werden die Überschreitungen der Grenzwerte (bzw. der Summe von Grenzwert und Toleranzmarge) und der Zielwerte gemäß der Luft-qualitätsrichtlinie und der 4. Tochterrichtlinie dargestellt, die sich teilweise von den Grenzwerten und Zielwerten des IG-L unterscheiden (siehe Anhang 1).
In Anhang II der Luftqualitätsrichtlinie sind für alle Schadstoffe Beurteilungs-schwellen definiert. Von deren Überschreitung hängen die Anforderungen an die Messung der Luftschadstoffe bzw. andere Methoden zur Beurteilung der Schadstoffbelastung sowie die zumindest erforderliche Anzahl der Messstellen pro Zone ab. Die Beurteilungsschwellen gelten für die gemäß Luftqualitätsricht-linie ausgewiesenen Zonen, deren Belastungssituation anhand der am höchsten belasteten Messstelle innerhalb der Zone beurteilt wird. Die Werte der Beurtei-lungsschwellen beziehen sich auf einen Zeitraum von fünf Jahren – für das Jahr 2020 auf den Zeitraum 2016 bis 2020. Die Beurteilungsschwellen gelten als überschritten, wenn die jeweiligen Werte in mindestens drei dieser fünf Jahre überschritten sind. Liegen weniger als fünf Jahre zur Beurteilung vor, so können sinngemäß kürzere Zeiträume für die Beurteilung der Überschreitung herange-zogen werden.
Als Zonen werden für die Schadstoffe SO2, NO2, NOx, CO, PM10 und PM2,5 die Bal-lungsräume Wien, Graz und Linz (gemäß IG-L-Messkonzeptverordnung 2012) sowie die Bundesländer (für Oberösterreich und Steiermark die Territorien der Länder ohne die Ballungsräume Linz und Graz) ausgewiesen.
Zonen für die Schadstoffe Benzol und Kadmium im PM10 sind die drei Ballungs-räume und das gesamte übrige Territorium Österreichs. Eine ähnliche Zonen-struktur wurde für die Schadstoffe Arsen, Blei und Nickel im PM10 gewählt, wo-bei einzelne hoch belastete Gemeinden als eigene Zonen ausgewiesen sind: für Blei Arnoldstein, für Arsen Brixlegg und für Nickel Treibach.
Die Zonen für Ozon entsprechen den Ozonüberwachungsgebieten, die Bal-lungsräume sind zudem extra als Zonen ausgewiesen.
Beurteilungsschwellen
Ausweisung von Belastungszonen