Der KPI Luftqualität liefert Messwerte zur Konzentration von Luftschadstoffen im Untersuchungsgebiet, basierend auf der vom Nutzer ausgewählten Variable. Der Indikator ermöglicht die Überwachung der Exposition gegenüber primären und sekundären Schadstoffen, den Vergleich mit internationalen Regulierungsstandards (WHO Air Quality Guidelines, 2021; EEA Air Quality in Europe, 2023) und die Analyse von täglichen Trends und Durchschnittswerten für den ausgewählten Zeitraum.
Luftverschmutzung gilt als einer der wichtigsten Risikofaktoren für die menschliche Gesundheit und die Biodiversität: Die WHO schätzt, dass 99 % der Weltbevölkerung in Gebieten mit Luftqualität unterhalb der empfohlenen Grenzwerte lebt. Ökologisch betrachtet verursachen hohe Konzentrationen von NOx, O3 und SO2 Bodenversauerung, Eutrophierung und direkte Schäden an der Vegetation.
Der KPI umfasst sieben Schadstoffvariablen — Kohlenmonoxid (CO), Formaldehyd (HCHO), Methan (CH4), Stickstoffdioxid (NO2), Ozon (O3), Schwefeldioxid (SO2) und UV-Aerosolindex — und enthält sowohl den European AQI als auch den US AQI für den regulatorischen Vergleich. Separate satellitengestützte Kartenebenen liefern die hochauflösende räumliche Verteilung für jeden Schadstoff, plus eine statische PM2,5-Konzentrationsebene.
ESRS-Zuordnung: E1.
Für jede ausgewählte Schadstoffvariable berechnet das System:
Die Daten stammen aus der Open-Meteo Air Quality API, die Ergebnisse des atmosphärischen Modells CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) integriert, mit einer räumlichen Auflösung von etwa 11 km, einer zeitlichen Abdeckung von 2013 bis heute und stündlichen Aktualisierungen.
Die Satelliten-Kartenebenen für einzelne Schadstoffe (NO2, O3, SO2, CO, HCHO, CH4, UV-Aerosolindex) werden separat aus Sentinel-5P-Bilddaten über Google Earth Engine mit einer nativen Auflösung von etwa 1.113 m erstellt. Die PM2,5-Kartenebene verwendet einen separaten statischen Datensatz von Resource Watch (2018).
Liniendiagramm. Ein horizontal scrollbares Zeitreihendiagramm, das tägliche Schadstoffkonzentrationswerte für die ausgewählte Variable über den gewählten Zeitraum anzeigt.
Zweck: Beantwortet die Frage „Wie verändert sich die Konzentration dieses Schadstoffs Tag für Tag an meinem Standort?" und identifiziert zeitliche Trends, saisonale Spitzen und Anomalien.
Beschreibung: Der Abschnitt trägt den Titel „Luftqualität" mit dem Unterthema-Badge „E1". Ein Windsymbol erscheint neben dem Titel. Der Nutzer wählt eine Schadstoffvariable aus einem Dropdown-Menü (Kohlenmonoxid, Formaldehyd, Methan, Stickstoffdioxid, Ozon, Schwefeldioxid, UV-Aerosolindex, European AQI oder US AQI). Eine Zusammenfassungszeile unter dem Dropdown zeigt die Minimum-, Durchschnitts- und Maximalwerte für den ausgewählten Zeitraum. Der Diagrammbereich zeigt die tägliche Konzentration als durchgehende Linie, mit der x-Achse für Daten und der y-Achse für die Schadstoffkonzentration in der jeweiligen Einheit. Das Diagramm ist bei langen Zeiträumen horizontal scrollbar, mit Links/Rechts-Navigationspfeilen.
Berechnung: Jeder Punkt im Diagramm repräsentiert die tägliche mittlere Konzentration des ausgewählten Schadstoffs an den Standortkoordinaten, bezogen aus der Open-Meteo Air Quality API (CAMS-Modell). Die Zusammenfassungsstatistiken (Min, Durchschnitt, Max) werden über alle Tageswerte im Zeitraum berechnet. Bei Auswahl von European AQI oder US AQI zeigt das Diagramm den zusammengesetzten Indexwert anstelle einer einzelnen Schadstoffkonzentration.
Hinweis: Bei den meisten Schadstoffen (CO, HCHO, CH4, NO2, SO2, UV-Aerosolindex) ist dieser Indikator invertiert — niedrigere Konzentrationen bedeuten bessere Luftqualität. Ozon ist die Ausnahme: Niedrigere Ozonwerte bedeuten nicht unbedingt bessere Bedingungen, da der Messwert das gesamte Säulenozon einschließlich der schützenden Stratosphärenschicht darstellt.
Interpretationsbeispiel:
Wenn Stickstoffdioxid ausgewählt ist und das Diagramm Werte konstant unter 0,00003 mol/m2 (Stufe A) zeigt, hat der Standort eine sehr geringe NO2-Exposition — typisch für ländliche Gebiete abseits von Verkehr und Industriequellen. Wenn die Werte regelmäßig über 0,0001 mol/m2 (Stufe D) steigen, ist der Standort einer erheblichen urbanen oder industriellen NO2-Belastung ausgesetzt.
Liniendiagramm. Ein Diagramm, das die Anzahl der Tage zeigt, an denen die PM2,5- und PM10-Konzentrationen die EU-Regulierungsgrenzen überschritten haben, basierend auf PollyX-IoT-Sensordaten, wenn verfügbar.
Zweck: Beantwortet die Frage „Wie oft überschreitet der Feinstaub an meinem Standort die gesetzlichen Grenzwerte der EU-Richtlinie 2008/50/EG?"
Beschreibung: Das Diagramm zeigt die Anzahl der PM-Grenzwertüberschreitungen. Der PM2,5-Grenzwert beträgt 25 ug/m3 und der PM10-Grenzwert 40 ug/m3, gemäß EU-Richtlinie 2008/50/EG. Eine horizontale Linie markiert jeden Grenzwert. Das Diagramm ist horizontal scrollbar und enthält Navigationspfeile.
Berechnung: Das System zählt die Tage, an denen die tägliche mittlere Konzentration von PM2,5 oder PM10 den regulatorischen Grenzwert überschritten hat. PM-Daten stammen vom PollyX-IoT-Sensor, wenn dieser am Standort installiert ist; wenn kein Sensor vorhanden ist, wird dieses Element nicht angezeigt.
Interpretationsbeispiel:
Wenn das Diagramm 45 Überschreitungstage für PM10 in einem Jahr zeigt, hat der Standort den EU-Tagesgrenzwert an etwa 12 % der Tage überschritten — was auf ein moderates Feinstaubproblem hinweist, das Maßnahmen wie verstärkte Grünpufferzonen erfordern könnte.
Assessment-Seitenleistenzeile. Eine Bewertungszeile in der Assessment-Seitenleiste, die den Gesamtluftkqualitätswert als Buchstabennote (A bis E) anzeigt.
Zweck: Bietet eine schnelle, auf einen Blick erfassbare Qualitätsbewertung für Luftqualität in der Risikokategorie der Assessment-Seitenleiste.
Beschreibung: Die Seitenleistenzeile zeigt „Luftqualität" mit dem Unterthema-Code „E1" und einem farblich gekennzeichneten Buchstaben-Badge (A–E) gemäß dem Qualitätsniveau. Durch Klicken auf die Zeile wird zum Abschnitt Luftqualität im Hauptinhaltsbereich gescrollt.
Berechnung: Die Buchstabennote leitet sich aus den Qualitätsschwellenwerten ab, die auf die primäre Schadstoffvariable angewendet werden. Die Note aggregiert über die überwachten Schadstoffe unter Verwendung der A–E-Skala, die durch die Qualitätsbereiche der Plattform definiert ist.
Legende:
| Stufe | Farbe | Bedeutung |
|---|---|---|
| A | ■ #00A67A | Ausgezeichnete Luftqualität — Schadstoffkonzentrationen deutlich unter den Schwellenwerten |
| B | ■ #00DF80 | Gute Luftqualität — niedrige Schadstoffwerte |
| C | ■ #FFD21E | Mäßige Luftqualität — einige Schadstoffwerte nähern sich den Schwellenwerten |
| D | ■ #FF8B16 | Schlechte Luftqualität — erhöhte Schadstoffkonzentrationen |
| E | ■ #FF367F | Kritische Luftqualität — Schadstoffkonzentrationen deutlich über den Schwellenwerten |
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Seitenleiste Stufe B (hellgrün) zeigt, hat der Standort generell gute Luftqualität mit Schadstoffkonzentrationen im niedrigen Bereich. Stufe D (orange) würde auf erhöhte Schadstoffwerte hinweisen, die Aufmerksamkeit erfordern.
Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die räumliche Verteilung der troposphärischen Stickstoffdioxid-(NO2)-Konzentration aus Sentinel-5P-Satellitendaten zeigt.
Zweck: Bietet eine räumlich aufgelöste Ansicht der NO2-Belastung über den Standort und die Umgebung, mit Identifizierung von Emissions-Hotspots aus Verkehr und Industriequellen.
Beschreibung: Wenn der Chip „Stickstoffdioxid" im Kartenpanel ausgewählt wird, wird das Sentinel-5P NO2-Rasterkomposit über der Basiskarte angezeigt. Das Legendenpanel zeigt den Schadstoffnamen und einen kontinuierlichen Farbverlaufsbalken. Die Farbskala passt sich dynamisch an den Datenbereich jedes Bildes an.
Berechnung: Das Raster wird aus dem Sentinel-5P L3 NO2-Produkt (troposphärische Säulennummerndichte in mol/m2) abgeleitet, verarbeitet durch bilineares Resampling im Maßstab 100 m und zeitliches Compositing über den ausgewählten Zeitraum.
Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte bedeuten bessere Bedingungen.
Legende: Die Karte verwendet eine kontinuierliche nipy_spectral-Farbkarte. Die Skala passt sich automatisch an den Datenbereich des Bildes an (keine festen Grenzen).
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Karte intensive warme Farben über einem Autobahnkorridor und kühle Farben über einem angrenzenden Wald zeigt, offenbart der räumliche Kontrast den lokalen Einfluss der Verkehrsemissionen auf die NO2-Werte.
Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die Gesamtsäulenozon-(O3)-Konzentration aus Sentinel-5P-Satellitendaten zeigt.
Zweck: Visualisierung der räumlichen Verteilung des atmosphärischen Ozons über den Standort und die Umgebung.
Beschreibung: Wenn der Chip „Ozon" im Kartenpanel ausgewählt wird, wird das Sentinel-5P O3-Rasterkomposit über der Basiskarte angezeigt. Das Legendenpanel zeigt den Schadstoffnamen und einen kontinuierlichen Farbverlaufsbalken.
Berechnung: Das Raster wird aus dem Sentinel-5P L3 O3-Produkt (Gesamtsäulennummerndichte in mol/m2) abgeleitet, verarbeitet durch bilineares Resampling im Maßstab 100 m und zeitliches Compositing über den ausgewählten Zeitraum.
Legende: Die Karte verwendet eine kontinuierliche nipy_spectral-Farbkarte. Die Skala passt sich automatisch an den Datenbereich des Bildes an.
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Karte relativ gleichmäßige Ozonwerte über den Standort zeigt (um 0,13 mol/m2), deutet dies auf eine normale stratosphärische Ozonabdeckung hin. Erhebliche räumliche Variation kann auf lokale troposphärische Ozonbildung durch photochemische Reaktionen mit NOx und VOCs hinweisen.
Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die räumliche Verteilung der Schwefeldioxid-(SO2)-Konzentration aus Sentinel-5P-Satellitendaten zeigt.
Zweck: Identifizierung von SO2-Emissionsquellen wie Industrieanlagen und vulkanische Aktivität im und um den Standort.
Beschreibung: Wenn der Chip „Schwefeldioxid" im Kartenpanel ausgewählt wird, wird das Sentinel-5P SO2-Rasterkomposit über der Basiskarte angezeigt. Das Legendenpanel zeigt den Schadstoffnamen und einen kontinuierlichen Farbverlaufsbalken.
Berechnung: Das Raster wird aus dem Sentinel-5P L3 SO2-Produkt (Säulennummerndichte in mol/m2) abgeleitet, verarbeitet durch bilineares Resampling im Maßstab 500 m und zeitliches Compositing über den ausgewählten Zeitraum.
Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte bedeuten bessere Bedingungen.
Legende: Die Karte verwendet eine kontinuierliche nipy_spectral-Farbkarte. Die Skala passt sich automatisch an den Datenbereich des Bildes an.
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Karte erhöhte SO2-Werte konzentriert um eine Industriezone und vernachlässigbare Werte über umliegendes Agrarland zeigt, bestätigt das räumliche Muster lokalisierte Industrieemissionen als primäre SO2-Quelle.
Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die räumliche Verteilung der Kohlenmonoxid-(CO)-Konzentration aus Sentinel-5P-Satellitendaten zeigt.
Zweck: Visualisierung der CO-Belastungsmuster über den Standort und die Umgebung, mit Identifizierung von verbrennungsbedingten Emissionsquellen.
Beschreibung: Wenn der Chip „Kohlenmonoxid" im Kartenpanel ausgewählt wird, wird das Sentinel-5P CO-Rasterkomposit über der Basiskarte angezeigt. Das Legendenpanel zeigt den Schadstoffnamen und einen kontinuierlichen Farbverlaufsbalken.
Berechnung: Das Raster wird aus dem Sentinel-5P L3 CO-Produkt (Säulennummerndichte in mol/m2) abgeleitet, verarbeitet durch bilineares Resampling im Maßstab 100 m und zeitliches Compositing über den ausgewählten Zeitraum.
Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte bedeuten bessere Bedingungen.
Legende: Die Karte verwendet eine kontinuierliche nipy_spectral-Farbkarte. Die Skala passt sich automatisch an den Datenbereich des Bildes an.
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Karte höhere CO-Werte entlang urbaner Korridore und niedrigere Werte über Vegetationsflächen zeigt, spiegelt das Muster unvollständige Verbrennungsemissionen aus Verkehr und Heizsystemen wider, die in bebauten Gebieten konzentriert sind.
Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die räumliche Verteilung der troposphärischen Formaldehyd-(HCHO)-Konzentration aus Sentinel-5P-Satellitendaten zeigt.
Zweck: Visualisierung der HCHO-Verteilung über den Standort, die als Indikator für Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) aus Vegetation, Bränden und industrieller Aktivität dient.
Beschreibung: Wenn der Chip „Formaldehyd" im Kartenpanel ausgewählt wird, wird das Sentinel-5P HCHO-Rasterkomposit über der Basiskarte angezeigt. Das Legendenpanel zeigt den Schadstoffnamen und einen kontinuierlichen Farbverlaufsbalken.
Berechnung: Das Raster wird aus dem Sentinel-5P L3 HCHO-Produkt (troposphärische Säulennummerndichte in mol/m2) abgeleitet, verarbeitet durch bilineares Resampling im Maßstab 100 m und zeitliches Compositing über den ausgewählten Zeitraum.
Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte bedeuten bessere Bedingungen.
Legende: Die Karte verwendet eine kontinuierliche nipy_spectral-Farbkarte. Die Skala passt sich automatisch an den Datenbereich des Bildes an.
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Karte erhöhte HCHO-Werte über einem dicht bewaldeten Gebiet im Sommer zeigt, spiegelt das Muster wahrscheinlich biogene VOC-Emissionen aus der Vegetation wider und nicht anthropogene Verschmutzung — ein natürlicher Prozess, der während warmer Monate zunimmt.
Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die räumliche Verteilung der Methan-(CH4)-Konzentration aus Sentinel-5P-Satellitendaten zeigt.
Zweck: Identifizierung von Methan-Emissionsquellen wie Landwirtschaft, Deponien und fossile Brennstoffgewinnung in der Umgebung des Standorts.
Beschreibung: Wenn der Chip „Methan" im Kartenpanel ausgewählt wird, wird das Sentinel-5P CH4-Rasterkomposit über der Basiskarte angezeigt. Das Legendenpanel zeigt den Schadstoffnamen und einen kontinuierlichen Farbverlaufsbalken.
Berechnung: Das Raster wird aus dem Sentinel-5P L3 CH4-Produkt (säulengemitteltes Trockenluft-Mischungsverhältnis in ppb) abgeleitet, verarbeitet durch bilineares Resampling im Maßstab 100 m und zeitliches Compositing über den ausgewählten Zeitraum.
Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte bedeuten bessere Bedingungen.
Legende: Die Karte verwendet eine kontinuierliche nipy_spectral-Farbkarte. Die Skala passt sich automatisch an den Datenbereich des Bildes an.
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Karte einen Methan-Hotspot von 1.950 ppb über einer Deponie zeigt, während die umgebenden Gebiete 1.850 ppb aufweisen, bestätigt die Differenz von 100 ppb die Deponie als bedeutende lokale Methanquelle.
Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die räumliche Verteilung des UV-Aerosolindex aus Sentinel-5P-Satellitendaten zeigt.
Zweck: Erkennung und Überwachung absorbierender Aerosolereignisse wie Wüstenstaubtransport, Waldbrandrauch und Vulkanaschewolken über den Standort und die Umgebung.
Beschreibung: Wenn der Chip „UV-Aerosolindex" im Kartenpanel ausgewählt wird, wird das Sentinel-5P UV-Aerosolindex-Rasterkomposit über der Basiskarte angezeigt. Das Legendenpanel zeigt den Indexnamen und einen kontinuierlichen Farbverlaufsbalken.
Berechnung: Das Raster wird aus dem Sentinel-5P L3 absorbierenden Aerosolindex-Produkt abgeleitet, verarbeitet durch bilineares Resampling im Maßstab 100 m und zeitliches Compositing über den ausgewählten Zeitraum. Der Index ist dimensionslos und zeigt das Vorhandensein UV-absorbierender Aerosole in der Höhe an.
Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte bedeuten bessere Bedingungen (weniger absorbierende Aerosole).
Legende: Die Karte verwendet eine kontinuierliche nipy_spectral-Farbkarte. Die Skala passt sich automatisch an den Datenbereich des Bildes an.
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Karte UV-Aerosolindexwerte über 2,0 über dem gesamten Standort zeigt, kann dies auf ein Saharastaub-Intrusionsereignis oder nahegelegenen Waldbrandrauch hinweisen — Bedingungen, die die Luftqualität verschlechtern und die Sonneneinstrahlung am Boden beeinflussen können.
Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die mittlere Jahreskonzentration von Feinstaub (PM2,5) am Boden zeigt, abgeleitet aus einem statischen Datensatz von 2018.
Zweck: Bietet eine räumliche Übersicht der langfristigen PM2,5-Expositionswerte über den Standort und die Umgebung, zum Vergleich mit den WHO-Richtlinien.
Beschreibung: Wenn der Chip „PM2,5 Luftqualität" im Kartenpanel ausgewählt wird, wird das PM2,5-Konzentrationsraster über der Basiskarte angezeigt. Das Legendenpanel zeigt den Titel und einen Farbverlaufsbalken von Grün (sauber) bis Dunkelrot (belastet).
Berechnung: Das Raster verwendet den globalen PM2,5-Konzentrationsdatensatz von Resource Watch (2018, statisch). Die Werte sind in ug/m3 angegeben. Die WHO-Richtlinie für die mittlere Jahreskonzentration von PM2,5 beträgt 5 ug/m3.
Legende: Eine diskrete Farbskala von Grün (niedrig) bis Dunkelrot (hoch), mit einem festen Bereich von 0 bis 50 ug/m3.
| PM2,5 (ug/m3) | Farbe | Bedeutung |
|---|---|---|
| 0 — 5 | ■ #1a9850 | Sehr saubere Luft; erfüllt WHO-Richtlinie |
| 5 — 10 | ■ #91cf60 | Saubere Luft; unter den meisten Regulierungsgrenzen |
| 10 — 25 | ■ #fee08b | Mäßig; überschreitet WHO-Richtlinie |
| 25 — 35 | ■ #fc8d59 | Ungesund für empfindliche Gruppen |
| 35 — 45 | ■ #d73027 | Ungesund; überschreitet EU-Grenzwerte |
| 45 — 50 | ■ #a50026 | Sehr ungesund; schwere Verschmutzung |
Interpretationsbeispiel:
Wenn die Karte gelb-orange Farben (15–30 ug/m3) über dem Standort zeigt, überschreitet die jährliche PM2,5-Konzentration die WHO-Richtlinie von 5 ug/m3 um den Faktor 3–6, was auf eine mäßige bis schlechte langfristige Luftqualität hinweist, die die menschliche Gesundheit und empfindliche Ökosysteme beeinträchtigen kann.
| Quelle | Anbieter | Abdeckung | Auflösung | Zeitraum |
|---|---|---|---|---|
| Open-Meteo Air Quality API (CAMS) | Open-Meteo / Copernicus | Global | ~11 km | 2013 — heute |
| Sentinel-5P L3 NO2 | ESA / Copernicus | Global | ~1.113 m | 2018-06-28 — heute |
| Sentinel-5P L3 O3 | ESA / Copernicus | Global | ~1.113 m | 2018-09-08 — heute |
| Sentinel-5P L3 SO2 | ESA / Copernicus | Global | ~1.113 m | 2018-12-05 — heute |
| Sentinel-5P L3 CO | ESA / Copernicus | Global | ~1.113 m | 2018-06-28 — heute |
| Sentinel-5P L3 HCHO | ESA / Copernicus | Global | ~1.113 m | 2018-12-05 — heute |
| Sentinel-5P L3 CH4 | ESA / Copernicus | Global | ~1.113 m | 2019-02-08 — heute |
| Sentinel-5P L3 UV-Aerosolindex | ESA / Copernicus | Global | ~1.113 m | 2018-07-04 — heute |
| Resource Watch PM2,5 Konzentration | Resource Watch | Global | ~10 km | 2018 (statisch) |
Die Zeitreihendaten stammen aus der Open-Meteo Air Quality API, die das atmosphärische CAMS-Modell integriert. Für jede Schadstoffvariable liefert die API stündliche Konzentrationswerte an den Standortkoordinaten. Das System aggregiert diese zu Tagesmittelwerten und berechnet Periodenstatistiken (Minimum, Mittelwert, Maximum). Der europäische AQI und der US AQI sind zusammengesetzte Indizes, die aus mehreren Schadstoffkonzentrationen nach ihren jeweiligen regulatorischen Formeln abgeleitet werden.
Die Satelliten-Kartenebenen für einzelne Schadstoffe werden aus Sentinel-5P Level 3 Daten über Google Earth Engine erstellt. Die Verarbeitungspipeline für jede Schadstoff-Kartenebene folgt diesen Schritten:
Die PM2,5-Kartenebene verwendet einen separaten statischen Datensatz von Resource Watch (2018), nicht die Open-Meteo API. Die Werte sind in ug/m3 auf einer festen Skala von 0–50 angegeben.