Luftqualität in den USA: Drei Szenarien und ihre Auswirkungen

Simon Rosanka vom Jülicher Institute of Climate and Energy Systems und Ann Marie Carlton von der University of California, Irvine, haben die Auswirkungen verschiedener Szenarien auf die Luftqualität in den Vereinigten Staaten untersucht. Die Studie vergleicht den aktuellen Ist-Zustand mit einer hypothetischen Gegenwart ohne den seit 1970 geltenden Clean Air Act sowie mit einem Szenario, das die möglichen Folgen des Ausstiegs der USA aus dem Pariser Klimaabkommen beleuchtet. Ziel der Forschenden war es, den Erfolg und gesellschaftlichen Nutzen des Clean Air Act aufzuzeigen und zu verstehen, wie sich die Entscheidung der US-Regierung, aus dem Pariser Abkommen auszusteigen, auf die zukünftige Luftqualität auswirken könnte.

Die Studie verdeutlicht, dass die Luftqualität in den USA ohne die Umsetzung des Clean Air Act deutlich schlechter wäre. In diesem Szenario wären die Luftqualitätsstandards der Weltgesundheitsorganisation (WHO) im gesamten Osten der USA und in vielen dicht besiedelten Gebieten an der Westküste überschritten. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schätzen, dass in einer solchen Umgebung jährlich fast 300.000 zusätzliche vorzeitige Todesfälle aufgrund von Gesundheitsproblemen im Zusammenhang mit schlechter Luftqualität zu verzeichnen wären. Diese Zahl entspricht etwa der Hälfte der jährlichen krebsbedingten Todesfälle in den USA und ist doppelt so hoch wie die Zahl der Todesfälle durch Krebserkrankungen der Atemwege.

Luftqualität verbessert sich durch Einhaltung des Pariser Abkommens

Unter der Annahme, dass die USA ihre Zusagen aus dem Pariser Abkommen von 2016 einhalten würden, prognostizieren das Forscher-Team eine deutlich verbesserte Luftqualität in den gesamten USA, insbesondere in städtischen Gebieten. Zusätzlich zu den geringeren Auswirkungen auf das Klima könnten durch die bessere Luftqualität schätzungsweise 65.000 vorzeitige Todesfälle pro Jahr verhindert werden. Das entspricht etwa einem Drittel der aktuellen Übersterblichkeit durch Luftverschmutzung in den USA. Die Studie belegt damit, dass die Einhaltung des Pariser Abkommens nicht nur Vorteile für das Klima, sondern auch für die Luftqualität und die öffentliche Gesundheit mit sich bringt.

Die Übersterblichkeit schätzen die Forschenden in einem zweistufigen Prozess. Zunächst simulierten sie die Luftqualität für die drei Szenarien mithilfe des häufig evaluierten Community Multiscale Air Quality Model der US-Umweltschutzbehörde EPA. Dieses Modell lieferte Momentaufnahmen der Luftqualität für jedes Szenario. Im zweiten Schritt berechneten sie anhand dieser Momentaufnahmen die Übersterblichkeit mithilfe des Benefits Mapping and Analysis Program der EPA. Das Programm setzt sechs verschiedene Mortalitätsendpunkte, wie etwa Lungenkrebs, mathematisch in Beziehung zu Veränderungen der Luftqualität und ermöglicht so die Ableitung der Übersterblichkeit für jedes Szenario.

Zusammenhang zwischen Luftqualität und Klimazielen

Die vom Menschen gemachten Emissionen, die zur globalen Erwärmung beitragen, sind oft dieselben, die die Luftqualität verschlechtern. Beispielsweise setzen Verbrennungsprozesse in Kraftwerken oder Kraftfahrzeugen sowohl Kohlendioxid frei, das zur globalen Erwärmung beiträgt, als auch Stickoxide, die als Luftschadstoffe gelten und die Bildung luftgetragener Partikel begünstigen. Das Pariser Abkommen zielt darauf ab, die globale Erwärmung unter 2 °C, besser noch auf 1,5 °C über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Um das zu erreichen, verpflichten sich die unterzeichnenden Staaten dazu, schrittweisen ihre Treibhausgasemissionen zu reduzieren. So verringert sich gleichzeitig die Konzentrationen von Stickoxiden und die Luftqualität verbessert sich.

Im Jahr 2024 haben sowohl die Vereinigten Staaten als auch die Europäische Union neue Jahresgrenzwerte für Feinstaub festgelegt, die sehr ähnlich sind, aber über dem Richtwert der WHO liegen. Entscheidend ist, dass die gesetzten Grenzwerte eingehalten werden. Mit der Verpflichtung der europäischen Mitgliedstaaten zum Pariser Abkommen gehen Änderungen einher, die die Emissionen insgesamt verringern und so zu einer besseren Luftqualität führen sollen – zusätzlich zu den bereits bestehenden Grenzwerten für Feinstaub. Je eher eine Luftqualität erreicht wird, die den Richtlinien der WHO entspricht, desto größer ist der Nutzen für Gesundheit und Umwelt.

Vergleichbare Studien zur Luftqualität in Europa

Obwohl es keine identische Studie für Europa gibt, die ein hypothetisches Szenario ohne Klimaschutzmaßnahmen untersucht, wurden durchaus die Auswirkungen künftiger Emissionsänderungen auf die Luftqualität in Europa untersucht. Eine solche Studie von Kolleginnen und Kollegen des Jülicher Institute of Climate and Energy Systems, die im vergangenen Jahr in der Fachzeitschrift Elementa veröffentlicht wurde, untersuchte, wie sich verschiedene europäische Emissionsszenarien in der Zukunft im Hinblick auf die Einhaltung der WHO-Richtlinien und deren Einfluss auf die Übersterblichkeit auswirken. Die Ergebnisse zeigten, dass die aktuell geplanten Emissionsreduktionen bis 2030 dazu führen würden, dass zehn Millionen Europäer weniger einer Luftverschmutzung oberhalb der von der WHO empfohlenen Werte ausgesetzt wären – so die Pläne denn eingehalten werden.