Consideration of methane emissions in the modelling of ozone concentrations in chemical transport models. Final report

Methan ist ein besonders wirksames Treibhausgas sowie ein Vorläufer von bodennahem Ozon, einem Schadstoff, der die menschliche Gesundheit und Ökosysteme belastet. Die Methankonzentrationen sind derzeit etwa dreimal höher als in vorindustriellen Zeiten und steigen weiter an. Eine genaue Abschätzung der Folgen erfordert hochwertige Modellierungswerkzeuge und gute Emissionsdaten. Wir haben die Behandlung von Methan in einer Auswahl von repräsentativen und verbreitet benutzten Modellen untersucht. Drei Modellen im regionalen Maßstab und einem Modell im globalen Maßstab wurden ausgewählt, mit einem besonderen Fokus darauf, wie die Behandlung von Methan die Ozonproduktion beeinflusst. Die weltweiten Methanemissionen, insbesondere aus natürlichen Quellen, sind nach wie vor mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Die hier untersuchten Modelle stützen sich nur begrenzt auf Methanemissionsdaten, sondern passen die modellierten Methankonzentrationen so an, dass sie mit den Beobachtungen übereinstimmen. Aufgrund der relativ langen Lebensdauer von Ozon in der Troposphäre müssen alle Modelle Informationen über die Ozonproduktion aus Methan im globalen Maßstab enthalten. Basierend auf vorhandenen Modelldatensätzen haben wir den Beitrag von Methan zum jährlichen durchschnittlichen bodennahen Ozon in Deutschland auf 20 μg/m³ quantifiziert, wobei nur 3,2 μg/m³ davon auf die Oxidation von Methan im europäischen Raum zurückzuführen sind. Zukünftige Arbeiten sollten sich auf den Vergleich alternativer Methoden zur Quellenzuordnung von Ozon konzentrieren, einschließlich des Beitrags verschiedener Ozonvorläufer zu politisch relevanten Expositionsmetriken. Bei der Simulation von bodennahem Ozon bestehen weiterhin große Unterschiede zwischen den Modellen. Ein besseres Verständnis dieser Unterschiede ist für eine genauere Simulation von bodennahem Ozon weiterhin erforderlich.