Die Ozonbelastung hat sich in den letzten zehn Jahren in den 48 kontinentalen Bundesstaaten verschlimmert

Eine neue Studie mit dem Titel „Fires reverse progress toward ozone quality standards in the U.S.“, die in Science veröffentlicht wurde und von Forschern der University of Iowa geleitet wurde, zeigt, dass die durch Waldbrände verursachte bodennahen Ozonbelastung seit 2013 jährlich zu über 300 vorzeitigen Todesfällen im Land beigetragen hat.

Waldbrände in den USA

Smog ist die Konzentration von bodennahem Ozon. Forscher haben den Smog für die kontinentalen Vereinigten Staaten im Zeitraum von 2003 bis 2024 auf einem Kilometer-für-Kilometer-Raster berechnet. Die Luftqualität verschlechterte sich aufgrund von Ozonbelastungen von 2015 bis 2024 im gesamten Mittleren Westen und im Westen der USA.

Der Anstieg der durch Waldbrände verursachten Ozonbelastung in den letzten zehn Jahren hat die vor 2015 erzielten Verbesserungen der Luftqualität zunichte gemacht, die auf die Verringerung der Autoabgase zurückzuführen waren, die den größten Anteil am bodennahen Ozon haben. Die Waldbrände in den USA haben in diesem Frühjahr ein historisches Ausmaß erreicht.

Bodennahes Ozon entsteht durch eine chemische Reaktion, an der Kohlenmonoxid beteiligt ist. Kohlenmonoxid entsteht, wenn bei Waldbränden organisches Material wie Bäume nicht vollständig verbrennt. Bodennahes Ozon kann sich in der Nähe von Bränden bilden, wenn sich Stickoxide mit Kohlenmonoxid und Sonnenlicht verbinden. Smog kann sich auch abseits von Bränden bilden, wenn Kohlenmonoxid in die Atmosphäre aufsteigt, sich dort ausbreitet und schließlich wieder auf die Erde zurückfällt, wobei es ebenfalls mit Sonnenlicht reagiert.

„Unter dem Strich verschlechtert sich die Luftqualität in diesen Regionen, und der Grund dafür ist, dass Schadstoffe aus Waldbränden im Westen der USA und in Kanada über große Entfernungen transportiert werden. Wir zeigen in hoher räumlicher Auflösung, wie ein großer Teil der kontinentalen USA durch die Verschlechterung der Luftqualität aufgrund von bodennahem Ozon belastet ist“, erklärt Jun Wang, Inhaber des Lichtenberg-Familienlehrstuhls am Institut für Chemie- und Biochemieingenieurwesen und Mitautor der Studie.

Bodennahes Ozon

Die Smogwerte in den USA sind zwischen 2015 und 2024 jährlich um 0,13 Teile pro Milliarde (ppb) gestiegen. Damit kehrt sich der seit 2003 zu verzeichnende jährliche Rückgang der bodennahen Ozonwerte um, der auf verschärfte Bundesvorschriften für Abgasemissionen zurückzuführen war. Die bodennahen Ozonwerte wären im Untersuchungszeitraum weiter gesunken, „wenn man die Auswirkungen von Waldbränden außer Acht gelassen hätte, was darauf hindeutet, dass Waldbrände der Hauptgrund für die Umkehrung des landesweiten Trends sind“.

Weizhi Deng, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Wangs Forschungsgruppe, der die Modellierung zum Zusammenhang zwischen Waldbränden und bodennahem Ozon leitete und Hauptautor der Studie ist, erklärt: „Zwar haben die US-Luftqualitätsvorschriften zu einer Verringerung des bodennahen Ozons geführt – einem Schadstoff, der mit Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht wird –, doch hat sich dieser Trend seit etwa 2015 umgekehrt. Waldbrandrauch ist zu einem Hauptfaktor für die zunehmende Ozonbelastung geworden, insbesondere im Westen und Mittleren Westen der Vereinigten Staaten.“ Im Jahr 2023 überschritt das bodennahes Ozon im Mittleren Westen mehr als eine Woche lang die Grenzwerte.

Für die Studie ermittelten die Forscher die bodennahen Ozonkonzentrationen und die Schätzungen zu vorzeitigen Todesfällen anhand von Satellitendaten und Daten von rund 1.000 bodengestützten Messstationen zur Überwachung der Luftqualität. Das Team nutzte „Deep Learning“, eine Methode, mit der Computersysteme Daten gruppieren und genaue Vorhersagen treffen können, um die bodennahen Ozonkonzentrationen zu berechnen. Die vorzeitigen Todesfälle wurden anhand einer Formel berechnet, die die durchschnittliche Lebenserwartung, die Ozonbelastung und die Bevölkerungsdichte berücksichtigte.

Wang erklärt: „Zwar gibt es regionale Unterschiede, doch im Allgemeinen sind die Auswirkungen von bodennahem Ozon immer größer als die von Ruß.“

Quellenhinweis:

Weizhi Deng et al, Fires reverse progress toward ozone air quality standards in the United States, Science (2026). DOI: 10.1126/science.aed3197.