Ragweed-Pollenkörner, vergrößert und koloriert. Bob Sacha/Corbis-Dokumentarfilm über Getty Images

Machen Sie sich bereit, Allergiker – neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Pollensaison mit dem Klimawandel viel länger und intensiver werden wird.

Unsere neueste Studie stellt fest, dass die USA konfrontiert sein werden bis zu 200% Steigerung insgesamt Pollen in diesem Jahrhundert, wenn die Welt weiterhin in hohem Maße Kohlendioxidemissionen aus Fahrzeugen, Kraftwerken und anderen Quellen produziert. Die Pollensaison beginnt im Frühjahr im Allgemeinen bis zu 40 Tage früher und dauert unter diesem Szenario bis zu 19 Tage länger als heute.

As atmosphärisch Wissenschaftleruntersuchen wir, wie sich Atmosphäre und Klima auf Bäume und Pflanzen auswirken. Während sich die meisten Studien auf Pollen insgesamt konzentrieren, haben wir uns auf mehr als einen gezoomt Dutzend verschiedene Arten von Gräsern und Bäumen und wie ihre Pollen Regionen in den USA auf unterschiedliche Weise beeinflussen werden. Zum Beispiel werden Arten wie Eiche und Zypresse dem Nordosten den größten Zuwachs bescheren, aber Allergene werden fast überall zunehmen, mit Folgen für die menschliche Gesundheit und die Wirtschaft.

Die Karten auf der linken Seite zeigen die jüngste durchschnittliche Länge der Pollensaison in Tagen für drei Pflanzenarten: Platanus oder Platanen wie Platanen; Betula oder Birke; und Ambrosia oder Ragweed. Die Karten auf der rechten Seite zeigen die erwarteten Änderungen der Gesamttage bis zum Ende des Jahrhunderts, wenn die Kohlendioxidemissionen weiterhin auf hohem Niveau bleiben. Zhang und Steiner, 2022

Wenn Ihnen schon beim Gedanken daran der Kopf schwirrt, haben wir auch eine gute Nachricht, zumindest um im Voraus zu wissen, wann Pollenwellen kommen. Wir arbeiten daran, das Modell aus dieser Studie zu verwenden, um genauere lokale Pollenvorhersagen zu entwickeln.

Warum Pollen zunimmt

Beginnen wir mit den Grundlagen. Pollen – die staubähnlichen Körner von Gräsern und Pflanzen – enthalten das männliche Erbgut für die Fortpflanzung einer Pflanze.

Wie viel Pollen produziert werden, hängt davon ab, wie die Pflanze wächst. Steigende globale Temperaturen werden das Pflanzenwachstum in vielen Gebieten ankurbeln, was wiederum die Pollenproduktion beeinträchtigen wird. Aber die Temperatur ist nur ein Teil der Gleichung. Wir haben das gefunden der größere Treiber der zukünftigen Pollenzunahme wird der Kohlendioxidausstoß steigen.

Die höhere Temperatur verlängert die Vegetationsperiode und gibt den Pflanzen mehr Zeit, Pollen abzugeben und sich zu vermehren. Kohlendioxid hingegen treibt die Photosynthese an, sodass Pflanzen größer werden und mehr Pollen produzieren können. Wir fanden heraus, dass der Kohlendioxidgehalt in Zukunft einen viel größeren Einfluss auf die Pollenzunahme haben könnte als die Temperatur.

Die Pollenveränderungen variieren je nach Region

Wir haben uns 15 verschiedene Pollentypen angesehen, anstatt alle Pollen gleich zu behandeln, wie es viele frühere Studien getan haben.

Typischerweise beginnt die Bestäubung mit belaubten Laubbäumen im Spätwinter und Frühjahr. Erle, Birke und Eiche sind die drei wichtigsten Laubbäume, die Allergien auslösen, obwohl es auch andere gibt, wie die Maulbeere. Dann kommen im Sommer Gräser heraus, gefolgt von Ragweed im Spätsommer. Im Südosten beginnen im Januar immergrüne Bäume wie Bergzeder und Wacholder (in der Familie der Zypressen). In Texas ist „Zedernfieber“ das Äquivalent zu Heuschnupfen.

Wir fanden heraus, dass im Nordosten viele allergene Bäume Pollen haben überschneiden sich zunehmend wenn Temperaturen und Kohlendioxidemissionen steigen. Früher zum Beispiel setzten Eichen zuerst Pollen frei und dann bestäubten Birken. Jetzt sehen wir mehr Überschneidungen ihrer Pollensaison.

Im Allgemeinen ändert sich die Pollensaison im Norden stärker als im Süden, da die Temperatur in den nördlichen Gebieten stärker ansteigt.

Südöstliche Regionen, einschließlich Florida, Georgia und South Carolina, können in Zukunft mit einer starken Zunahme von Gräser- und Unkrautpollen rechnen. Der pazifische Nordwesten wird aufgrund der frühen Pollensaison der Erle wahrscheinlich einen Monat früher die Hauptpollensaison erleben.

Lichtblick: Wir können die Pollenvorhersage verbessern

Die meisten Pollenvorhersagen liefern derzeit eine sehr breite Schätzung. Ein Teil des Problems ist, dass es nicht viele gibt Beobachtungsstationen für Pollenflug. Die meisten werden von Allergiekliniken betrieben, und es gibt weniger als 100 dieser Stationen, die über das ganze Land verteilt sind. Michigan, wo wir leben, hat keine.

Es ist ein sehr arbeitsintensiver Prozess, verschiedene Arten von Pollen tatsächlich zu messen. Daher sind aktuelle Prognosen mit vielen Unsicherheiten behaftet. Diese basieren wahrscheinlich teilweise auf den Beobachtungen einer Station in der Vergangenheit und der Wettervorhersage.

Unser Modell könnte, wenn es in einen Vorhersagerahmen integriert wird, gezieltere Pollenvorhersagen im ganzen Land liefern.

Wir können anhand von Satellitendaten und Bodenuntersuchungen abschätzen, wo sich die Bäume befinden. Wir wissen auch, wie sich die Temperatur auf das Austreten von Pollen auswirkt – was wir die Phänologie des Pollens nennen. Mit diesen Informationen können wir meteorologische Faktoren wie Wind, relative Luftfeuchtigkeit und Niederschlag verwenden, um herauszufinden, wie viele Pollen in die Luft gelangen, und atmosphärische Modelle können zeigen, wie sie sich bewegen und wehen, um eine Echtzeitprognose zu erstellen.

All diese Informationen ermöglichen es uns, zu sehen, wo sich Pollen in Raum und Zeit befinden könnten, sodass Menschen, die mit Allergien zu tun haben, wissen, was in ihrer Gegend kommt.

Wir sprechen gerade mit a National Oceanic and Atmospheric Administration lab über Möglichkeiten, diese Informationen in ein Tool zur Vorhersage der Luftqualität zu integrieren.

Bei den langfristigen Pollenflugprognosen gibt es noch einige Unbekannte. Wissenschaftler verstehen zum Beispiel nicht ganz, warum Pflanzen in manchen Jahren mehr Pollen produzieren als in anderen. Es gibt keine gute Möglichkeit, das in Modelle einzubeziehen. Es ist auch nicht ganz klar, wie Pflanzen reagieren werden, wenn der Kohlendioxidgehalt durch die Decke geht. Ragweed und Wohnbäume sind ebenfalls schwer zu fangen. Es gibt nur sehr wenige Erhebungen über Ambrosia, die zeigen, wo diese Pflanzen in den USA wachsen, aber das kann verbessert werden.

Die Pollenbelastung steigt bereits

Eine Studie aus dem Jahr 2021 ergab, dass die gesamte Pollensaison war schon dabei 20 Tage länger in Nordamerika als 1990 und die Pollenkonzentrationen stiegen um etwa 21 %.

Zunehmende Pollenbelastungen in der Zukunft werden eine viel breitere Wirkung haben als ein paar Schnupfen und Kopfschmerzen. Saisonale Allergien beeinflussen etwa 30% der Bevölkerung, und sie haben wirtschaftliche Auswirkungen, von Gesundheitskosten zu versäumte Arbeitstage.

Über den Autor

Yingxiao Zhang, Ph.D. Student der Atmosphärenwissenschaften, University of Michigan und Allison L. Steiner, Professor für Atmosphärenwissenschaften, University of Michigan

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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