Luftqualität ist ein zentrales Anliegen der Umweltbehörden auf allen Verwaltungsebenen innerhalb der EU. Schadstoffe, die durch Verkehr und Industrie aber auch Landwirtschaft und private Kleinfeuerungsanlagen ausgestoßen werden, führen insbesondere in Gebieten mit hoher Bevölkerungsdichte zu erhöhten Gesundheitsrisiken. Kein Sommer vergeht, in dem nicht in den Medien vor hohen Ozonkonzentrationen gewarnt wird. Damit ist nicht etwa die Ozonschicht gemeint, in der hohe Ozonwerte wünschenswert sind, sondern die direkte Atemluft. Dort nämlich zeigt sich die gesundheitsschädigende Wirkung des Ozons – beim Menschen z.B. durch Reizung der Atemwege, bei Nutzpflanzen in Form reduzierter Erträge. Auch andere Spurenstoffe wie beispielsweise Feinstaub oder Stickoxide können die Gesundheit beeinträchtigen.
Gemeinsam mit Medizinern des Innenstadtklinikums der LMU München erforschen Wissenschaftler am Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) den Einfluss der Luftqualität auf den Verlauf von Atemwegserkrankungen, insbesondere Asthma und COPD (sog. Raucherhusten). Ziel dieser vom bayrischen Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie geförderten Arbeiten ist die Entwicklung eines Gesundheitsindex, der die Luftqualitätssituation für diese Patienten verständlich beschreiben soll.
Die aktuelle Belastung der Luft durch Schadstoffe wie Ozon, Feinstaub und Stickoxide wird durch Messstationen erfasst. Für Vorhersagen und flächendeckende Aussagen werden heute verstärkt Modelle eingesetzt und mit den Messdaten kombiniert. Im Rahmen der europäischen GMES (Global Monitoring of Environment and Security) Projekte PROMOTE und PASODOBLE arbeiten Wissenschaftler des DLR seit 2006 an der Verbesserung und Weiterentwicklung von Modellvorhersagen für Bayern und die Nord-Alpenregion unter Einbeziehung neuester Daten und Methoden. Das System POLYPHEMUS/DLR liefert tägliche Vorhersagen der Luftqualität für die nächsten drei Tage.
POLYPHEMUS/DLR simuliert, wie die Spurengase in der Atmosphäre durch den Wind transportiert werden und durch chemische Reaktionen mit einander in Wechselwirkung treten. Dazu müssen zunächst die Wetterverhältnisse berechnet werden. Dabei spielt nicht nur der Wind eine Rolle sondern beispielsweise auch Niederschlag oder die Sonneneinstrahlung. Das Sonnenlicht stellt die Energie zur Verfügung, ohne die viele chemische Reaktionen gar nicht ablaufen könnten. Weitere wichtige Prozesse sind die Emission von neuen Schadstoffen und deren Vorläufersubstanzen durch menschliche aber auch natürliche Quellen und deren Ablagerung im Boden.