Schwarzer Kohlenstoff (Black Carbon, BC) ist eine Feinstaubkomponente, die bei Verbrennungsprozessen in die Atmosphäre freigesetzt wird und negative Auswirkungen auf die Gesundheit und das Klima hat. Aktuelle Emissions- und Konzentrationsabschätzungen sind unsicher. Im Projekt wurden im ersten Schritt die Emissionsquellen von BC für die Modellierung verbessert. Im zweiten Schritt wurde die räumliche Konzentrationsverteilung von BC in Deutschland durch eine kombinierte Auswertung von Messdaten und Modellierungsergebnissen optimiert.
Das Projekt "Verbesserung der Parametrisierung biogener VOC-Emissionen in Chemietransportmodellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) , Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Umweltbundesamt.Die biogenen VOC-Emissionen (BVOC) in Deutschland tragen stark zur Ozonbildung bei, insbesondere zu Spitzenwerten bei hohen Temperaturen. Die für die Ozonchemie relevantesten BVOC-Emissionen sind die Isopren-Emissionen einzelner Baumarten, aber auch andere Quellen wie Ackerflächen und Grünland sowie andere BVOC-Spezies haben einen Einfluss. Von BVOC-Emissionen ist bekannt, dass diese in allen aktuellen Chemie-Transport-Modellen unzureichend erfasst und parametrisiert sind. Durch die Kombination existierender Modelle zur Berechnung von BVOC-Emissionen (z. B. für Einzelbäume UFORE oder i-Tree) mit aktuellen Landnutzungskarten sowie der Parametrisierung statischer (z. B. Baum-, Pflanzenart) und dynamischer (z. B. Temperatur, Bodenfeuchte, Vegetationsphase) Abhängigkeiten in Chemie-Transport-Modellen sollen die absoluten Emissionen sowie die räumliche und zeitliche Verteilung der biogenen VOC und damit insbesondere Episoden mit hohen Ozonkonzentrationen besser abgebildet werden. Auch die Senkenfunktion der Vegetation gegenüber Ozon soll dabei berücksichtigt und dynamisch parametrisiert werden.
Überschreitungen von Luftqualitätsgrenzwerten von Feinstaub (PM10) im Osten Deutschlands treten meist an Tagen mit kalten und stabilen Wetterlagen im Winter auf und sind oft verbunden mit dem Transport von belasteter Luft aus Polen und anderen osteuropäischen Ländern. Im Rahmen dieses Projekts wurde eine Studie zur Quellzuordnung durchgeführt, um den Beitrag des grenzüberschreitenden Transports aus unterschiedlichen Emissionsquellen an der erhöhten Feinstaubkonzentration im Osten Deutschlands zu bewerten. Die Studie wurde mit dem Chemie-Transportmodell LOTOS-EUROS uns der darin implementierten Labelling-Technik zur Quellzuordnung durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit den PM10-Beobachtungen der PM-Ost-Kampagne und den Ergebnissen der darin durchgeführten messbasierten Quellzuordnung verglichen. Um die Qualität des Modells im Hinblick auf die Simulation von Episoden mit hoher PM Konzentration im Winter zu verbessern, wurden in der ersten Phase des Projekts Verbesserungen der Hausbrand- Emissionen und deren zeitlicher Variabilität vorgenommen. Zusätzlich wurde eine Optimierung der vom meteorologischen Modell COSMO simulierten Mischungsschichthöhen über Sensitivitätsläufe angestrebt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Hausbrand und die Landwirtschaft die dominierenden Faktoren für erhöhte PM10-Konzentrationen im Osten Deutschlands bei kalten und stabilen Wetterbedingungen sind. Für städtische Stationen ist auch der Verkehrsbeitrag von Bedeutung. Im Durchschnitt stammt der größte Feinstaubbeitrag aus Deutschland. Bei höheren PM-Konzentrationen allerdings übersteigt der grenzüberschreitende Beitrag Polens und anderer osteuropäischer Länder denjenigen Deutschlands selbst. Die dominierenden Quellen dieses über große Distanzen transportierten Feinstaubs sind Hausbrand und Landwirtschaft. Der Vergleich der modellbasierten Quellzuordnung aus den LOTOS-EUROS-Ergebnissen mit den auf Messungen basierenden Ergebnissen aus dem PM-Ost-Projekt zeigt eine gute Übereinstimmung für Ammoniumnitrat- und Verbrennungsquellen. Für den verkehrsbedingten Beitrag sind größere Unterschiede zu erkennen, die auf die zeitliche Variabilität der Emissionen, die Auflösung des LOTOS-EUROS-Modells, die Unterschätzung der Aufwirbelung und den Reifen- und Bremsenabrieb zurückzuführen sind. Die PM10 Gesamtkonzentrationen aus dem LOTOS-EUROS Mo-dell sind in der Regel niedriger als die gemessenen Werte, was auf nicht erfasste Quellen oder Pro-zesse im Modell zurückgeführt werden kann. Die Korrelation des nicht modellierten PM10 Anteils mit den PMF-Quellen legt nahe, dass neben einer Unterschätzung der vertikalen Mischung, der Ausschluss der SOA-Bildung in LOTOS-EUROS und eine Unterschätzung der Sulfat-Bildung wahrscheinliche Gründe für die PM10-Unterschätzung sind. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Orientierende Erfassung von Black Carbon (BC) in Deutschland und Identifikation relevanter Quellen mit Chemie-Transport-Modellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) , Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Nederlandse Centrale Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO), EELS Aarde, milieu en biowetenschappen.Zur besseren Beschreibung der Emissionsquellen der Kohlenstofffraktionen im Feinstaub (BC/EC und OC) sollen in diesem Vorhaben Ausbreitungsrechnungen und Messungen kombiniert werden. Das Vorhaben soll zunächst die methodischen Grundlagen für die Modellierung liefern. Ausgangspunkt für die Berechnungen sind hierbei die von Deutschland berichteten sektorspezifischen Jahresgesamtemissionen von BC für Deutschland, die im Forschungsvorhaben auf Basis aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse optimiert werden sollen. Es sollen erste Ergebnisse zur flächendeckenden Immissionsbelastung von BC geliefert werden. Aus dem Vergleich von Modellergebnissen und Messungen sollen zudem Rückschlüsse hinsichtlich einer optimierten räumlichen Verteilung der BC/EC- und OC-Emissionen aus dem Hausbrandsektor gezogen werden. Diese Optimierung wird zudem durch einen Vergleich von eigenen Messungen mit mikroskaligen Modellrechnungen untermauert.
Das Projekt "Sicherstellung der Ozonprognose" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) , Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: IVU Umwelt GmbH.Hintergrund: Das aktuell verwendete, statistische Ozonprognoseverfahren stammt aus dem Jahr 2003. Seit dieser Zeit hat sich die Ozonbelastungssituation zwar deutlich verbessert, es besteht aber aus Gründen des Gesundheitsschutzes das Erfordernis, die Belastung weiter zu mindern. Auch trotz der bisher praktizierten jährlichen Anpassung der Prognosegleichungen muss von einem Verlust der Prognosegüte mit zunehmender Zeit ausgegangen werden. Daher ist es nötig, neue, qualitätsgesicherte und dem wissenschaftlichen Stand entsprechende Vorhersagedaten zu nutzen. Im Rahmen des europäischen Copernicus-Programms werden im MACC Projekt Luftqualitätsprognosen als Ensemble aus den Berechnungen von 7 Chemie-Transport-Modellen erstellt. Mit dem Übergang in die operationelle Phase in MACC-III ist die Datenbereitstellung bis mindestens 2020 gesichert. Die täglichen Ozonprognosedaten werden für Europa mit horizontalen Gitterweiten zwischen 10 und 15 km für die darauffolgenden 4 Tage berechnet. Es werden außerdem weitere Luftschadstoffe wie z. B. NO2 und PM10 simuliert. Die Ozonprognosen sollen auf der Internetseite des UBA veröffentlicht werden. Beschreibung und Zielsetzung des Vorhabens: Im geplanten Forschungsvorhaben sollen weiterführende Validierungen der MACC Ozonprognosen mit den in Deutschland gemessenen Daten durchgeführt werden, um so die Güte der Vorhersage und Unsicherheiten bei bestimmten Wetterlagen abzuschätzen. Aufgrund der Gitterweite repräsentieren die Daten nur die regionalen Hintergrundkonzentrationen. Sie können aber auch als Randbedingungen für räumlich höher aufgelöste Berechnungen mit den üblicherweise am UBA verwendeten Modellsystemen dienen. Im Forschungsvorhaben soll die Eignung der MACC Daten zur Verwendung als Randbedingung geprüft werden. Dies beinhaltet die Entwicklung einer Schnittstelle und deren beispielhafte Anwendung.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Aerosolchemie nicht-flüchtiger Bestandteile mit Analyse der Aerosolproben^Rolle der mittleren Atmosphäre bezogen auf das Klima (ROMIC): Untersuchung der Quellen und Prozesse des stratosphärischen Aerosols (SPITFIRE)^Teilvorhaben 5: Aerosolchemische Messungen flüchtiger Organika, Teilvorhaben 3: Instrumentenentwicklung/-vorbereitung und Chemie-Transport-Modelle" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), Stratosphäre (IEK-7).Die stratosphärische Aerosol-Schicht (Junge-Schicht) stellt einen der wichtigsten Einflussfaktoren für das Erdklima dar. Seine Präsenz beeinflusst die Strahlungsbilanz der Atmosphäre, zum einen durch die direkte Wechselwirkung zwischen dem Aerosol und solarer wie terrestrischer Strahlung. Zum anderen nimmt das stratosphärische Aerosol als Reaktionsoberfläche indirekt Einfluss auf das Klima durch seine Beteiligung bei heterogenen chemischen Umwandlungsprozessen in der Stratosphäre, wie zum Beispiel bei der Ozonchemie. Trotz seiner Auswirkungen auf das Erdklima sind die Prozesse, die zur Aufrechterhaltung des stratosphärischen Aerosols sowie zu dessen Umwandlung im Verlaufe der atmosphärischen Lebenszeit beitragen, nicht vollständig verstanden. Weitestgehend unklar sind zudem die Strahlungseigenschaften des stratosphärischen Aerosols in Abhängigkeit von dessen Alterungsfortschritt sowie die sich damit ändernden Wechselwirkungen mit dem Erdklima-System. SPITFIRE hat sich zum Ziel gesetzt, jene Prozesse genau zu untersuchen, die das stratosphärische Aerosol auch abseits von explosivem, hochreichendem Vulkanismus (z.B. Pinatubo 1991) aufrechterhalten. SPITFIRE will ferner die genaueren Auswirkungen des stratosphärischen Aerosols auf das Erdklima untersuchen, um eine bessere Vorhersagbarkeit zukünftiger Entwicklungen des stratosphärischen Aerosols und dessen Klimawechselwirkungen zu erreichen. Konkrete Zielsetzungen umfassen (1) das quantitative Verständnis der verschiedenen Quell- und Transportmechanismen des stratosphärischen Aerosols, (2) die Prozesse zu quantifizieren, die den Beitrag von Schwefelverbindungen und anderen organischen/inorganischen Substanzen zum stratosphärischen Aerosol steuern, (3) die Anteile von volatilen (flüchtigen) und refraktären (nichtflüchtigen) Partikeln am stratosphärischen Aerosol zu quantifizieren und (4) Parametrisierungen bezüglich der relevanten Prozesse zu erstellen, die sich in Chemie-Klima-Modelle implementieren lassen. SPITFIRE ist ein Verbundprojekt von fünf Forschungsgruppen mit langjähriger Erfahrung auf dem Gebiet der physiko-chemischen Aerosol-Charakterisierung sowie der Untersuchung von Aerosol-Vorläufergasen, wie SO2, H2SO4 und OCS in der UT/LS. SPITFIRE hat einen Schwerpunkt hinsichtlich experimenteller Beobachtungen aerosolbezogener Prozesse in der Stratosphäre unter Zuhilfenahme der Höhenforschungsflugzeuge M55-Geophysica und HALO.
Das Projekt "Teilvorhaben 6^KLIMZUG - Klimawandel in Regionen; Entwicklung und Erprobung eines Integrierten Regionalen Klimaanpassungsprogramms für die Modellregion Dresden - REGKLAM^Teilvorhaben 7, Teilvorhaben 5" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V..
Das Projekt "Evaluierung chemischer Reaktionsmechanismen durch Untersuchung spezifischer Spurengasszenarien in der Juelicher Tageslicht-Atmosphaeren-Simulationskammer - SAPHIR" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre.
Das Projekt "FP4-ENV 2C, Experimente in Stratosphaere-Troposphaere durch Flugzeugmessungen (STREAM III)" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Frankfurt, Institut für Meteorologie und Geophysik, Arbeitsgruppe Physik der Atmosphäre.Als Beitrag zu einem Kooperationsprojekt, an dem insgesamt neun deutsche und europaeische Institutionen beteiligt sind, wird ein in-situ Gaschromatograph zur Messung von N2O und verschiedenen Fluorchlorkohlenwasserstoffen bei Messfluegen mit einem Forschungsflugzeug der Universitaet Utrecht ueber dem Nordatlantik und Kanada eingesetzt, um die Konzentrationsverteilung dieser Spurengase in der oberen Troposphaere und unteren Stratosphaere mit einer zeitlichen Aufloesung von 1-2 Minuten zu messen. Die gemessenen Spurengase sind chemisch langlebig und damit geeignete 'Tracer' zur Untersuchung von Transportprozessen. Im Zusammenhang mit den Messungen der anderen Partner liefern diese Daten Hinweise zu folgenden wissenschaftlichen Fragestellungen: 1) Wie und durch welche dynamischen Prozesse gelangen anthropogene Gase aus der Troposphaere in die Stratosphaere, welchen Einfluss hat diese troposphaerische Verschmutzung auf die Ozonchemie in der unteren Stratosphaere und traegt sie zu den beobachteten zeitlichen Trends des Ozongehaltes bei? 2) Welche chemischen und dynamischen Prozesse muessen in numerischen Chemie-Transport-Modellen beruecksichtigt werden, um die photochemischen Prozesse, den Luftmassenaustausch im Tropopausenbereich und die Auswirkungen der Emissionen von Flugzeugen in der unteren Stratosphaere realistisch zu beschreiben? 3) Wie wird die Chemie des 'reaktiven Stickstoffs' (NOy) durch diese Austauschprozesse in den aussertropischen Regionen beeinflusst und welche Rolle haben diese Transportprozesse im Vergleich zu den direkten Emissionen in der unteren Stratosphaere auch im Hinblick auf eine moegliche kuenftige Zunahme durch die Einfuehrung des Ueberschallflugverkehrs. Hauptauftragnehmer: Utrecht University, Institute for Marine and Atmospheric Research; Utrecht.
Das Projekt "Foerderschwerpunkt: Troposphaerenforschung (TFS) - Teilprojekt: Anwendung und Ausbau eines mesokaligen Modellsystems zur Simulation und Bewertung von Schadstoffverteilungen ueber Europa und belasteten Teilgebieten (AAMOSS), Foerderschwerpunkt: Troposphaerenforschung - Leitthema 1: Erstellung und Anwendung einer mesoskaligen Modellhierache zur Diagnose und Prognose der Schadstoffverteilung ueber Deutschland und Europa" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Cottbus, Institut für Boden-, Luft- und Gewässerschutz, Lehrstuhl für Umweltmeteorologie.Gesamtziel des ersten Leitthemas im Foerderschwerpunkt 'Troposphaerenforschung' ist die Feststellung und gegebenenfalls die Verbesserung der Diagnose- und Prognosefaehigkeit von luftchemischen Simulationsmodellen sowie deren Erprobung in der Praxis. Dabei sollen Prognosen fuer die Ozonverteilung im regionalen Bereich, z.B. fuer Deutschland, mit wachsender Vorhersageguete erstellt werden. Als Fernziel wird angestrebt, bei Kurzfristvorhersagen von Sommersmogepisoden nach Moeglichkeiten eine Genauigkeit von 5 Prozent und bei Mittelfristprognosen eine Genauigkeit von 10 Prozent zu erreichen. Ausserdem ist die Durchfuehrung von Szenarienrechnungen vorgesehen, um die Auswirkungen geplanter Emissionsminderungsmassnahmen auf die laengerfristige Verteilung umweltschaedlicher Photooxidantien (Zeitraum: Jahre... Jahrzehnte) dem fortschreitenden Stand der Wissenschaft entsprechend belastbar und zuverlaessig abzuschaetzen. Intensive Sensitivitaetsstudien sowie eine Reihe von Evaluierungsexperimenten fuer Testfaelle, deren (analytische) Loesung bekannt ist, und/oder mit experimentell gewonnenen Datensaetzen dokumentieren das gegenwaertige Leistungsvermoegen verfuegbarer Chemie-Transport-Modelle und geben Hinweise auf notwendige Verbesserungen. Schliesslich wird eine Hierarchie von miteinander gekoppelten mesoskaligen Modellen implementiert, um die Immission von Spurensubstanzen wie z.B. Ozon lokal, regional und kontinental zu simulieren.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 18 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 16 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 2 |
| offen | 16 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 18 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 14 |
| Webseite | 4 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 16 |
| Lebewesen & Lebensräume | 17 |
| Luft | 17 |
| Mensch & Umwelt | 18 |
| Wasser | 16 |
| Weitere | 18 |