Wintersmog: Das steckt hinter dem Phänomen

Wintersmog ist eine Form der Luftverschmutzung, die oft in Großstädten und Ballungsräumen entsteht. Hier erfährst du alles Wissenswerte zur Entstehung und zu den Folgen.

Wintersmog entsteht durch eine chemische Reaktion in der Luft und wird durch eine neblige und windstille Wetterlage begünstigt. Umgangssprachlich wird der Wintersmog auch London-Smog genannt, weil sich in der englischen Hauptstadt im Dezember 1952 eine Smogkatastrophe ereignete, durch die rund 12.000 Menschen starben. Auch in Deutschland gab es im letzten Jahrhundert mehrmals Wintersmogvorfälle mit tödlichen Folgen. Große Städte wie Hamburg und Berlin oder große Ballungsräume wie das Ruhrgebiet waren betroffen. 

Bei dem Phänomen sammeln sich durch Abgase vor allem aus Industrie und Verkehr viele Schadstoffe und Partikel in der Luft, die sich aufgrund bestimmter Witterungsverhältnisse nicht in Richtung der höheren Luftschichten auflösen können. Stattdessen reichern sie sich in Form eines tief hängenden, rauchigen Nebels in den unteren Luftschichten an. 

Wintersmog wird durch folgende Bedingungen begünstigt: 

• Windstille oder nur schwacher Wind
• Nebel
• Inversionswetterlagen (warme Luftschicht liegt über einer kälteren Luftschicht)
• eine Tal- oder Kessel-Topografie 
• Emissionen und andere Luftverschmutzungen 
• Ballungsräume und Großstädte
• Feinstaub nach Silvester

Wintersmog: Das passiert während der chemischen Reaktion

Verbrennen fossile Energieträger wie Kohle oder Öl, kommt es dabei zur Freisetzung schädlicher Abgase, unter anderem von Schwefeldioxid. Eine windstille und feuchte Inversionswetterlage ist laut dem Luftlabor des schweizerischen Bundesamts für Umwelt die Voraussetzung für die folgende Reaktion:

Durch eine windstille Lage in der Stadt oder im Tal steigt die Konzentration des Schwefeldioxids in der Luft. Die Wassertropfen im Nebel reagieren dann mit dem Schwefeldioxid. Daraus bilden sich Sekundärschadstoffe wie Schweflige Säure (H₂SO₃) und Schwefelsäure (H₂SO₄). Diese Säuren sind das Gefährliche am Wintersmog.

Hinzu kommt noch, dass in den Abgasen auch Feinstaub, Stickstoffoxide und Kohlenmonoxide enthalten sind. All das ergibt zusammen ein äußerst schädliches Stoffgemisch, das tödliche Folgen haben kann.

Was ist eine Inversionswetterlage?

Im Normalfall sinkt die Lufttemperatur bei steigender Höhe. Die Luft am Boden ist also wärmer als die Luftschichten weiter oben. Bei einer Inversionswetterlage dagegen kehrt sich dieses Wärme-Kälte-Verhältnis um: Liegt kalte Luft unter warmer Luft, können schädliche Abgase und Partikel nicht nach oben abziehen, da die warme Schicht wie ein Deckel wirkt und das Vermischen der Luftschichten verhindert. Deswegen begünstigen Inversionswetterlagen Wintersmog.

Diese Wetterlage kann auf verschiedene Weise entstehen. Folgende Arten von Inversion gibt es:

• Boden- oder Strahlungsinversion: Das ist die häufigste Art. Sie entsteht meistens in klaren Herbst- oder Winternächten. Die Erdoberfläche und ihre bodennahen Luftschichten kühlen in der Nacht stark aus. Da kalte Luft schwerer ist als warme Luft, bleibt die kalte Luft am Boden. Die darüber liegende Luftschicht kühlt weniger stark aus. Eine schwache Inversion entsteht und die Durchmischung beider Schichten wird gestoppt. 
• Absinkinversion: In Hochdruckgebieten sinken Luftschichten ab. Dabei wird die Luft zusammengedrückt und erwärmt sich dadurch. Besonders im Winter gibt es so hohe Temperaturunterschiede mit warm-trockener Luft oben und kühl-feuchter Luft am Boden.
• Aufgleitinversion: Diese entsteht bei Warmfronten im Winter. Die schwere, kalte Luft befindet sich in der bodennahen Luftschicht. Die Wetterfront mit warmer Luft wird dadurch aufgeleitet und legt sich über die kalte Luft.  

Unterschied zum Sommersmog

Sommersmog besteht überwiegend aus Ozon. Ozon setzt sich aus mehreren Substanzen zusammen:  Stickoxide, Abgase und andere Schadstoffe bilden einen Teil davon. Diese reagieren dann mit der UV-Strahlung und hohen Temperaturen. Normalerweise schützt Ozon in der Ozonschicht vor intensiver UV-Strahlung. In Luftschichten in Bodennähe ist Ozon jedoch für Menschen, Tiere und die Umwelt schädlich.

Weitere Details zum Thema findest du in diesem Artikel: Sommersmog: Das verbirgt sich dahinter

Folgen von Wintersmog

Schwefeldioxid allein reizt die Schleimhäute und kann zu Augenreizungen und Atemwegsproblemen führen. Daher gibt es bundesweite Maßnahmen gegen Luftverschmutzung, sodass sich auch die Gefahr von Wintersmog deutlich reduziert hat. 

Die durch die Reaktion in der Luft entstandene Schwefelsäure ist eine der stärksten Säuren. Hochkonzentriert wirkt sie stark ätzend auf der Haut sowie den Schleimhäuten und kann lebendes Gewebe zerstören. Die Konzentration der Säure im Wintersmog kann zu Atemwegserkrankungen und Reizung der Schleimhäute führen. Die anderen Partikel in der Luft sowie der Sauerstoffmangel können außerdem Herz-Kreislaufbeschwerden, Übelkeit und Bewusstlosigkeit verursachen. 

Wintersog kann auch zur Bodenversauerung führen oder dazu beitragen. Dadurch wird der Boden nährstoffärmer und Pflanzen können eingehen. Auch nach dem Wintersmog bleibt der Boden noch lange beschädigt und Grünflächen in den Städten können sich nur langsam erholen. 

Maßnahmen gegen Wintersmog

In den vergangenen Jahrzehnten hat die Politik verschiedene Maßnahmen getroffen, um Wintersmog langfristig zu verhindern und die Schadstoffkonzentration zu messen:

• Europaweite Grenzwerte: Seit 2005 gibt es klare Grenzwerte für Schwefeldioxid. Die tägliche Menge von 125 µg/m³ darf nur dreimal im Jahr überschritten werden. 2021 lag der höchste Jahresmittelwert bei 7,3 µg/m³ Schwefeldioxid – das war in einem Industriegebiet im Ruhrgebiet. 
• Nach 2005 sind noch weitere europäische Richtlinien zur Luftqualität hinzugekommen, die dem Schutz der Gesundheit und Umwelt dienen. Das Bundes-Immissionsschutzgesetz verfolgt die gleiche Zielsetzung und beschreibt zusätzlich, dass die Bevölkerung umfassend über die Luftqualität zu informieren ist. 
• Schadstofffilter für Kraftwerke und Motorfahrzeuge sorgen dafür, dass weniger Partikel in die Luft gelangen.
• Nach dem Ende der umweltschädlichen DDR-Industrie verbesserte sich die Luftqualität erheblich. 
• In Städten und Industriegebieten wird die Schadstoffkonzentration deutschlandweit stündlich gemessen. 

Die Werte der vergangenen Jahre zeigen, dass die Schadstoffbelastung in der Luft immer geringer wird und die Grenzwerte nicht überschreitet. Das Umweltbundesamt schreibt dennoch auf seiner Webseite: „Auch wenn die letzten Jahre eher gering belastet waren, können auch zukünftig meteorologische Bedingungen auftreten, die zu einer deutlich erhöhten Feinstaubbelastung führen können.“

Wintersmog: So kannst du dich informieren und schützen

Du kannst jederzeit die aktualisierten Feinstaubmessdaten und Informationen zu Überschreitungen der Feinstaubgrenzwerte im Internet abrufen. Außerdem kannst du dich auch über die UBA-App „Luftqualität“  informieren. Schalte zudem das Lokalradio an. Darüber bekommst du aktuelle Informationen und beispielsweise Hinweise, ob du lüften solltest oder nicht. 

Sind die Grenzwerte in der Luft schon erreicht, solltest du keine eigenen Abgase mehr verursachen. Lasse dein Auto stehen und gehe kurze Strecken zu Fuß oder benutze die öffentlichen Verkehrsmittel. Auch das Heizen mit einem Kamin solltest du in einer solchen Situation vermeiden. 

Weiterlesen auf Utopia.de: 

• Lüften bei Nebel: Ist das sinnvoll?
• Studie zu Diesel-Abgasen: Mehr als 100.000 Tote
• Erwärmung der Städte: Straßenbäume müssen Hitze aushalten

Überarbeitet von Lena Kirchner

** mit ** markierte oder orange unterstrichene Links zu Bezugsquellen sind teilweise Partner-Links: Wenn ihr hier kauft, unterstützt ihr aktiv Utopia.de, denn wir erhalten dann einen kleinen Teil vom Verkaufserlös. Mehr Infos.

Verwandte Themen: Gewusst wie Klima Klimabewusster handeln Wetter