Wie die globalen Beschränkungen der COVID-19-Pandemie den Zusammenhang zwischen Verkehr und Luftverschmutzung beleuchten

Als rund 4 Milliarden Menschen auf der ganzen Welt während der COVID-19-Pandemie ihre Türen schlossen und ihre Reisen um mehr als die Hälfte verkürzten, begann sich der Himmel über den Städten, der einst von Luftverschmutzung bedeckt war, aufzuklären.

Für Regierungen auf der ganzen Welt umfassten die Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit zu Beginn der COVID-19-Pandemie die Einschränkung der Bewegungsfreiheit, um die Übertragungsrate von Krankheiten zu verringern. Diese Beschränkungen wirkten sich zwar effektiv auf die Fallzahlen aus, führten aber auch zu einer deutlich geringeren Luftverschmutzung.

Für kurze Zeit erfreute sich die Welt an blauem Himmel.

Ähnlich wie das Phänomen der globalen Finanzkrise war das Wunder der sauberen Luft jedoch nur von kurzer Dauer, als die Welt auf dem Weg zurück zur Erholung war.

Im Fall von COVID-19 stieg die Luftverschmutzung stark an, nachdem diese Sperren aufgehoben wurden. In vielen Fällen wurde es sogar noch schlimmer, je nach vorherrschendem Verkehrsträger in verschiedenen Ländern.

Beispielsweise haben viele Menschen, die in Städten auf der ganzen Welt soziale Distanz wahren wollten, es vermieden, stattdessen öffentliche Verkehrsmittel zu benutzen ihre Bahn- und Trampendler tauschen für umweltschädlichere private Autofahrten.

Selbst die vermiedenen Fahrten durch Arbeitnehmer, die ins Homeoffice wechseln könnten, wurden oft durch vermehrte Heimlieferungen oder arbeitsfreie Freizeitreisen kompensiert.

In dem Bemühen, nach der Pandemie so schnell wie möglich zum normalen Geschäftsbetrieb zurückzukehren, haben Regierungen wie die der USA Konjunkturzahlungen an ihre Bürger ausgegeben und Arbeitsplätze zur Wiedereröffnung ermutigt, um „zur Normalität zurückzukehren“.

Aber diese Rückkehr zur Normalität verpasste eine bedeutende Gelegenheit, die erzielte Verringerung der Umweltverschmutzung festzuhalten und die damit verbundenen Vorteile für die Bevölkerung und die öffentliche Gesundheit zu steigern.

Jedes Jahr sterben schätzungsweise 4,2 Millionen Menschen vorzeitig an der Belastung durch Schadstoffe wie Feinstaub (PM2,5). Dies sind einatembare Partikel, die so klein sind, dass sie mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, und die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt werden.

Weitere schätzungsweise 250.000 Menschen sterben vorzeitig an der Belastung durch Ozon (O3), das entsteht, wenn Schadstoffe, die von Autos und Kraftwerken emittiert werden, in Gegenwart von Sonnenlicht reagieren.

Angesichts der Dringlichkeit umweltbedingter Gesundheitsprobleme hat unsere neue Studie, die in veröffentlicht wurde Luftverschmutzungsforschung hebt die Auswirkungen von Pandemiebeschränkungen – und der eingeschränkten menschlichen Mobilität im weiteren Sinne – auf die Luftverschmutzung hervor.

Während frühere Studien Fallstudien zur pandemischen Luftqualität in einer Reihe von Ländern oder einer Auswahl von Städten präsentierten, analysierte diese Studie Luftverschmutzungsdaten aus einer Sammlung von über 700 Städten (alle Städte, für die diese Daten verfügbar waren) auf der ganzen Welt.

Anhand von Daten zu Wettermustern und Verschmutzungsgraden in der Vergangenheit haben wir maschinellen Lernmodellen beigebracht – das sind Programme, die Muster finden oder Entscheidungen aus zuvor unsichtbaren Daten treffen können – um vorherzusagen, wie die Verschmutzungswerte in jeder einzelnen Stadt aussehen würden, wenn die Pandemie nicht gewesen wäre aufgetreten.

Durch die Verwendung dieser umfassenden Stichprobe von Städten hebt unsere auf maschinellem Lernen basierende Analyse hervor, was in jeder Stadt – und weltweit – durch die Änderungen der Verkehrsmuster während der Sperrung erreicht werden könnte.

Unsere Studie zeigte, dass Städte in China, Europa und Indien einen starken Rückgang von Stickstoffdioxid (NO2) und PM2,5 verzeichneten – zwei Schadstoffe, die in hohem Maße mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Nutzung von Autos in Verbindung gebracht werden –, die mit den strengen Pandemieniveaus übereinstimmen, einschließlich der Verringerung der Mobilität.

Wie die Grafiken zeigen, sanken die NO2-Werte (und in geringerem Maße die PM2,5-Werte) um Februar/März 2020 herum. Im Vergleich dazu änderten sich die NO2-Werte in Italien erst im März oder April dieses Jahres.

Die Ozonwerte (O3) stiegen in der ersten Hälfte des Jahres 2020 an, wobei die atmosphärischen chemischen Reaktionen, die Ozon erzeugen, durch die Reduzierung von NO2 angetrieben werden. Allerdings sanken die Werte während der Sommermonate der nördlichen Hemisphäre, wenn die O3-Werte normalerweise ihren Höhepunkt erreichen, unter die normalen Werte.

Länder wie China und Indien erfreuten sich der größten Reduzierung von Feinstaub in der Umgebung. Dies ist besonders wichtig, da diese beiden Länder mit einigen der schwerwiegendsten gesundheitlichen Folgen der Luftverschmutzung konfrontiert sind – zusammen sind sie für mehr als die Hälfte der weltweiten PM2,5-bedingten Todesfälle verantwortlich.

Die Pandemie hat ein natürliches Experiment zum Verständnis der Beziehung zwischen Verkehrsträgern und Luftverschmutzung geliefert. Um einige der Versprechen zu erfüllen, die wir während des raschen Rückgangs der Umweltverschmutzung durch die Pandemie gesehen haben, könnten Städte darauf abzielen, die Mobilität durch aktiven und schadstofffreien Verkehr umzugestalten.

Die Mobilitätsveränderungen im Jahr 2020 haben uns die Gelegenheit gegeben zu untersuchen, wie unsere Nutzung von Verkehrssystemen zur Umweltverschmutzung beiträgt.

Beispielsweise verzeichneten New York City und Tokio einen entsprechenden Rückgang der Umweltverschmutzung, da die Mobilität während der ersten Welle von COVID in allen Verkehrsarten zum Erliegen kam.

Bei der Öffnung nach der ersten Sperrung kehrte die Mobilität von New York City jedoch größtenteils durch Fahrten mit privaten Kraftfahrzeugen zurück – weit über die früheren Ausgangswerte hinaus, wobei das Niveau der öffentlichen Verkehrsmittel nie wieder auf ein normales Niveau zurückkehrte. Unterdessen erholten sich in Tokio sowohl die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel als auch die Autofahrten in gleichmäßigerem Maße.

Städte wie Brüssel, Rom und Paris haben im Rahmen der Verkehrspläne nach der Pandemie insgesamt 250 Kilometer neue Radwege angelegt. Australische Städte müssen das Gleiche noch tun – es gibt sicherlich keinen Mangel an Nachfrage nach Fahrradinfrastruktur.

Nach der Pandemie stieg das wöchentliche Fahrradaufkommen auf Radwegen am South Perth Foreshore um 140 Prozent, am Outer Harbor Greenway in Adelaide um 165 Prozent und am Bay Trail in Brighton in Victoria um satte 169 Prozent.

Die Schaffung von Radwegen und die Bereitstellung anderer Transportmittel wie Mitfahrgelegenheiten geben Städten die Möglichkeit, Emissionen zu senken. Menschen, die von zu Hause aus arbeiten können, sollten dies tun, wodurch die Notwendigkeit des täglichen Pendelns zum Arbeitsplatz vollständig entfällt.

Wenn Regierungen ihre Bevölkerung vor durch Umweltverschmutzung verursachten Krankheiten und Todesfällen schützen wollen, müssen sie alternative Transportsysteme schaffen, die sich nicht auf private Autofahrten konzentrieren.

Nur dann wird unsere „neue Normalität“ es uns ermöglichen, uns an einem klaren Himmel und einem längeren Leben zu erfreuen.