Prognose von Luftschadstoffen in Berlin

[August 2022]

In diesem eUVM-Teilprojekt geht es um die Analyse und Prognose der Schadstoffbelastung in Berlin. Bis Ende des Jahres 2022 wird ein Modell für drei verschiedene Luftschadstoffe (Stickstoffdioxid, PM2.5 und PM10) entwickelt.

Das statistische Modell wird, mittels sogenanntem maschinellen Lernen, Zusammenhänge zwischen der Luftschadstoffbelastung, dem Verkehrsaufkommen, dem Wetter und vielen anderen Faktoren herstellen. Daraus wird dann, ähnlich einer Wettervorhersage, die Luftschadstoffbelastung für die nächsten Tage vorhergesagt.

Das Vorhaben beschäftigt sich weiterhin mit der Frage, wie die räumliche Abdeckung der Luftschadstoffmessungen in Berlin verbessert werden kann. Eine Antwort auf diese Frage wird in dem Teilprojekt zur Erprobung von Sensorsystemen geliefert. Die neuartigen Sensorsysteme können das Prognosemodell unterstützen, wenn sie an relevanten Lokalitäten aufgestellt werden. Solche Stellen können entweder sogenannte Hotspots sein, also Orte an denen das Modell wiederholt hohe Luftschadstoffkonzentrationen vorhersagt, aber keine Messungen vorhanden sind, oder Plätze, an denen das Modell besonders unsicher ist. Eine solche Unsicherheit kommt zum Beispiel zustande, wenn es bisher keine Messstation an einem vergleichbaren Standort gibt, die für das maschinelle Lernen genutzt werden kann.

Die aktuell gültigen Grenzwerte von Luftschadstoffen werden in Berlin zwar mittlerweile flächendeckend erfüllt, allerdings ist eine Annäherung an die strengeren WHO-Richtlinien zum Schutz der menschlichen Gesundheit wünschenswert und langfristig nötig.

Entlang der Hauptstraßen kommt es aufgrund des Verkehrs zur höchsten Schadstoffbelastung. Verkehrsteilnehmende sollen besonders an Tagen mit hohen Werten dazu motiviert werden, statt des Autos den öffentlichen Nahverkehr zu nutzen. Eine Abschätzung in Wohngebieten ist dabei für Bürger*innen besonders von Interesse, da hier besonders viel Zeit verbracht wird. Einer körperlichen Belastung durch Luftschadstoffe kann so besser vorgebeugt werden, indem anstrengende Tätigkeiten im Freien, wie zum Beispiel Joggen, in Tageszeiten mit geringerer Schadstoffbelastung verlegt werden.

Die Mitarbeiterinnen der Firma INWT erarbeiten aus einer Vielzahl von Datenquellen ein Prognosemodell für die Schadstoffbelastung in Berlin.
Die typischen Tages-, Wochen, – und Monatsverläufe von Stickstoffdioxid, PM2.5 und PM10 bilden die Grundlage der Prognose.

Das Prognosemodell informiert Berliner*innen bereits im voraus über bevorstehende Tage mit besonders schlechter Luft. Zum Schutz der Gesundheit, sollen besonders an diesen Tagen statt dem Auto, öffentliche Verkehrsmittel genutzt werden.