Titel des Projekts: Untersuchung und Analyse der Luftqualität in einer anormalen Trockenperiode

Mannschaft: Colegio Antares Klimadetektive I

Colegio Antares   Reinosa   Spanien   16 Alter des Schülers: 14-15 Jahre alt

Beeinflusst der Niederschlag die Luftschadstoffe in dem Gebiet?

In der Region Kantabrien (Nordspanien), in der sich die Schule befindet, kommt es regelmäßig zu ergiebigen Niederschlägen. In der Wintersaison treten diese Niederschläge häufig in Form von festem Schnee auf. Im vergangenen Jahr war die Situation in unserer Region im Herbst und Winter ungewöhnlich. In diesen Monaten gab es im Vergleich zu den Vorjahren sehr wenig Niederschlag. Dieses Problem sensibilisierte unser Team für den möglichen Einfluss der Niederschläge auf die Luftqualität und die Verschlechterung des Klimas. Das Team wurde in die wissenschaftliche Methode eingeführt, zunächst mit der Formulierung von Hypothesen, dann mit der Sammlung von Daten aus verschiedenen Quellen und deren Analyse.

Im Besonderen: Wir analysieren die Meteorologie der näheren Umgebung anhand der Temperatur- und Niederschlagsdaten, die von der staatlichen meteorologischen Agentur (AEMET) gesammelt werden.

Wir analysieren die Luftqualität anhand der Daten des Netzes zur Kontrolle und Überwachung der Luftqualität in Kantabrien, insbesondere NO2, NO₂, PM10 und O₃. Wir stützen uns auf die Daten, die das Satellitentool Sentinel Hub EO Browser in Bezug auf Luftschadstoffe und Wolkenkonzentration liefert. Anhand der Daten, ihrer Aufbereitung und Analyse können wir feststellen, ob ein gewisser Zusammenhang besteht und welchen Einfluss die Luftqualität in niederschlagsarmen Zeiten haben könnte. Aus zeitlichen Gründen beschränkte sich die Studie auf die Monate Januar 2022 und 2023. Folglich sollten keine Schlussfolgerungen gezogen werden, da eine größere Datenmenge mit einer längeren und robusteren Zeitskala erforderlich ist, um Schlussfolgerungen und Beziehungen zwischen den Variablen ziehen zu können. Sie kann jedoch als Ausgangspunkt für ein längerfristiges Projekt dienen, das die Erhebung von Daten über die Umweltverschmutzung und die meteorologische Verschmutzung im Innenhof des Zentrums selbst ergänzt. Auf diese Weise können wir das Umweltbewusstsein und wissenschaftliche Berufe in der gesamten Schulgemeinschaft fördern.

Wir haben festgestellt, dass die durchschnittlichen Höchsttemperaturen der untersuchten Monate höher sind als der Durchschnitt der gesamten Datenerhebung. Auch die durchschnittlichen Mindesttemperaturen sind niedriger. Ebenso zeigen die gesammelten Informationen außergewöhnlich niedrige Niederschlagsmengen und Regentage. Bei der Analyse der Daten, die mehr extreme Temperaturen als üblich und viel geringere Niederschläge zeigen, stellten die Schüler die Hypothese auf, dass beide Variablen miteinander zusammenhängen könnten. Der untersuchte Zeitraum würde eine geringere Konzentration von Wolken und Sonneneinstrahlung aufweisen, was höhere Höchsttemperaturen als im Durchschnitt erklären würde (zwischen 1 und 2 ºC im Durchschnitt). Ebenso würden sich die niedrigeren durchschnittlichen Tiefstwerte durch den größeren Anteil an stabilem Wetter und wolkenfreiem Himmel erklären, die den Treibhauseffekt in der Nacht verringern. Die Analyse der Daten zur Luftverschmutzung war etwas komplexer.
Schließlich haben wir festgestellt, dass es eine gewisse Korrelation zwischen einigen Schadstoffen und Regentagen gibt. Insbesondere die Werte von Schadstoffen wie NO2, NO₂ und PM10 nehmen an Tagen ohne Niederschlag tendenziell zu, während sie an Tagen mit Niederschlag stark abfallen, wenn auch in einigen Fällen mit einer gewissen Verzögerung. Ozon O₃ hingegen weist eine geringere Korrelation zu anderen Schadstoffen und zum Niederschlag auf. Diese lokalen Daten am Fuße des Feldes werden durch die von den Sentinel-Satelliten der ESA gewonnenen Informationen bestätigt, die auch Informationen aus einem breiteren Spektrum des Geländes erfassen. Auf diese Weise wird nachgewiesen, dass die längsten niederschlagsfreien Perioden in allen angrenzenden Gebieten höhere Schadstoffwerte in der Luft aufweisen. In feuchteren Perioden sind sie dagegen geringer.
Kurz gesagt, es wird eine Korrelation zwischen verschiedenen Luftschadstoffen und dem Ausbleiben von Niederschlägen sowie zwischen den extremsten Temperaturen des Zeitraums und den Niederschlägen festgestellt. Die gewonnenen Schlussfolgerungen müssen durch eine Analyse auf einer längeren Zeitskala und unter Berücksichtigung neuer Variablen, die sich auf die untersuchten Variablen auswirken können, in einer eingehenderen Studie bestätigt werden.

Nach Abschluss des Projekts werden die teilnehmenden Schüler die Ergebnisse an die Bildungsgemeinschaft weitergeben, um das Bewusstsein für das Problem zu schärfen. Wir müssen wirklich alle so viele Informationen wie möglich haben.

Für die Schülerinnen und Schüler bedeutet die Teilnahme an dem Projekt die Förderung ihrer kommunikativen Kompetenz, ihrer Kreativität, ihrer Zusammenarbeit und ihres wissenschaftlichen Geistes.

Auf jeden Fall wollen wir das Projekt fortsetzen, damit es ehrgeiziger wird und eine größere Datenmenge zur Verfügung steht, die es uns ermöglicht, nachhaltige Schlussfolgerungen zu ziehen.

Wir beabsichtigen, in unserer Schule eine Messstation für Meteorologie und Schadstoffe einzurichten, um nicht nur mehr Schüler einzubeziehen, sondern auch, um sie in verschiedenen Fächern (Geologie, Physik, Geografie, Biologie, Technik) einzusetzen. Wir werden in der Lage sein, meteorologische Daten und auch einige der wichtigsten Schadstoffe zu sammeln. Auf diese Weise werden wir in der Lage sein, sie mit den Messungen anderer Stationen und mit den von den Satelliten gelieferten Daten zu vergleichen.

Wir werden die digitale und technologische Kompetenz durch die Einführung von Sensoren und Automatisierung bei der Erfassung fördern.

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Die Projekte werden von den Teams erstellt und sie übernehmen die volle Verantwortung für die gemeinsamen Daten.
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