Die KI der NASA zeigt, wie Schwefel in der Schifffahrt reduziert wird, um die Luftverschmutzung auf See zu reduzieren

Laut einem von der NASA erstellten KI-Modell hat eine Reduzierung des Schwefelgehalts im Schiffstreibstoff die Luftverschmutzung auf See im Jahr 2020 auf die niedrigsten Werte dieses Jahrhunderts gesenkt. Auch hier half natürlich die COVID-19-Pandemie.

A regieren Vor zwei Jahren trat eine von der International Marine Organization (IMO) festgelegte Richtlinie zur deutlichen Begrenzung des Schwefelgehalts im Heizöl für Schiffe, die außerhalb von Emissionskontrollgebieten verkehren, in Kraft. Es wurde vorhergesagt, dass die Beschränkung die Schwefeloxidemissionen um 77 Prozent reduzieren würde – was 8.5 Millionen Tonnen entspricht. Das schädliche Gas erhöht das Risiko von saurem Regen und kann Atemwegs-, Herz-Kreislauf- und Lungenerkrankungen verursachen. 

Nun zeigt eine Studie der NASA, dass die IMO 2020-Richtlinie – und der Rückgang des Schiffsverkehrs in den frühen Stadien der COVID-19-Pandemie – die Luftverschmutzung durch die Schifffahrt auf den niedrigsten Stand seit Beginn der Verfolgung vor fast 20 Jahren gebracht hat. Forscher erstellten ein KI-Modell, um Schifffahrtsspuren in 17 Jahren von Bildern zu identifizieren, die mit dem Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Instrument (MODIS) an Bord des NASA-Erdbeobachtungssatelliten Aqua von 2003 bis 2020 aufgenommen wurden.

„Ohne diese Art der vollständigen und groß angelegten Probennahme von Schiffsspuren können wir dieses Problem nicht ansatzweise verstehen“, sagte Tianle Yuan, Atmosphärenwissenschaftlerin am Goddard Space Flight Center der NASA und der University of Maryland. sagte Dienstag. Die Ergebnisse der Studie wurden vor kurzem veröffentlicht in Wissenschaft. 

Die Bilder zeigten, was das Modell zunächst als „anomale Wolkenlinien“ erkannte. Diese Wolken entstehen, wenn sich von Schiffen ausgestoßene Schadstoffaerosole mit Wasserdampf vermischen. Die konzentrierten Tröpfchen streuen mehr Licht und sehen heller aus als andere Wolkentypen auf See, die größere Salzpartikel enthalten.

Das Modell half den Forschern zu erkennen, dass Schiffe im Jahr 2020 weniger Luftverschmutzung verursachten, als der Schwefelgehalt im Kraftstoff begrenzt wurde.

„Die Schiffsspurendichte erfährt im Vergleich zur Klimatologie in jeder erkannten Hauptschifffahrtsroute eine starke Verringerung und erreicht Rekordtiefs in der fast 20-jährigen Datenaufzeichnung“, heißt es in dem Papier.

„Außer den transpazifischen und transnordatlantischen Schifffahrtswegen sind andere Schifffahrtswege nicht mehr erkennbar. Im Vergleich zum klimatologischen Mittel nimmt die Schiffsspurendichte im Jahresmittel auf fünf großen Schifffahrtsrouten um 50 Prozent oder mehr ab. Der Rückgang ist im Vergleich zu 2019 sogar noch stärker.“

Der weltweite Schiffsverkehr ging während der COVID-1.4-Pandemie für einige Monate um 19 Prozent zurück und blieb 2021 niedrig, obwohl diese geringeren Schiffe nicht für den großen Rückgang der erkannten Schifffahrtswege verantwortlich waren. Die Forscher glauben, dass die IMO 2020-Kraftstoffverordnung einen größeren Einfluss auf die Verringerung der Luftverschmutzung hatte.

Es gelang ihnen auch, beliebte Schifffahrtsrouten durch Asien und Amerika zu unterschiedlichen Zeiten zu verfolgen – wie zum Beispiel den Rückgang des Welthandels nach der Finanzkrise von 2008. Zwischen 2014 und 2016 gab es zwei weitere Einbrüche im Schiffsverkehr in Asien, als China weniger Ressourcen importierte und exportierte. 

„Schiffsspuren sind großartige natürliche Labors, um die Wechselwirkung zwischen Aerosolen und niedrigen Wolken zu untersuchen und wie sich dies auf die Menge an Strahlung auswirkt, die die Erde empfängt und zurück in den Weltraum reflektiert“, sagte Yuan. „Das ist eine zentrale Unsicherheit, mit der wir konfrontiert sind, wenn es darum geht, was das Klima derzeit antreibt.“ ®