Das Projekt "Sicherstellung der Ozonprognose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IVU Umwelt GmbH durchgeführt. 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 3: Instrumentenentwicklung/-vorbereitung und Chemie-Transport-Modelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), Stratosphäre (IEK-7) durchgeführt. 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 "STRATAFLUT Simulation von Transport und chemischer Transformation von Flugzeugemissionen im Tropopausenbereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Geophysik und Meteorologie durchgeführt. Um Auswirkungen von Flugzeugemissionen auf Klima und Biosphaere bewerten zu koennen, ist ein besseres Verstaendnis des Verhaltens der Tropopausenregion in mittleren Breiten notwendig, da in ihr ein wesentlicher Teil der Flugrouten verlaeuft. Die Verteilung und chemischen Umwandlungen der Flugzeugemissionen werden von intensiven Mischungsvorgaengen im Bereich von Tropopausenfaltungen und Hoehenkaltlufttropen gepraegt. Zur Untersuchung dieser Vorgaenge wird ein regionales Chemie-Transport-Modell (CTM) benutzt. Mit dem Modell werden chemische Umwandlungs- und Ausbreitungsrechnungen in Gebieten mit hoher Flugdichte, besonders ueber dem Nordatlantik und Europa, durchgefuehrt. Das CTM kann in Verbindung mit einer Boxmodellversion zur Interpretation von Messungen herangezogen werden. Ausserdem soll diese Modellkombination zur Abschaetzung optimaler Flugstrecken und -hoehen mit dem Ziel geringster Belastung der Tropopausenregion in Abhaengigkeit von der Wetterlage, der Folgeabschaetzung regulatorischer Massnahmen und zum Entwurf von Handlungsvorschlaegen eingesetzt werden.
Das Projekt "Erweiterung von MISKAM um ein Modul zur Beschreibung chemischer Umsetzungsvorgaenge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Aufgabe ist die Kopplung eines mikroskaligen Stroemungs- und Transportmodelles mit einem Chemiemodul zur Erfassung der kurzlebigen Spezies in der Strassenschlucht.
Das Projekt "Integriertes rechnergestuetztes Auswertungssystem fuer Fernerkundungssysteme (ICAROS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Die Grundlage fuer Entscheidungsfindungen im atmosphaerischen Umweltschutz sind Informationen aus Messungen und Erkenntnisse aus Modellierungen von komplexen atmosphaerischen Prozessen. Die Anforderungen an diese Informationen sind je nach dem Geltungsbereich unterschiedlich: praezise und qualitaetsgepruefte Daten auf lokaler Ebene sowie repraesentative und vergleichbare Daten auf regionaler und internationaler Ebene. Daraufhin werden Messnetze konzipiert und Messstationen lokalisiert. Haeufig wurden jedoch Messorte empirisch und ohne Kenntnis der regionalen Erfordernisse oder Luftbelastungen ausgewaehlt. Die numerischen Modelle wurden oft eingesetzt, ohne die Bedingungen ihrer Gueltigkeit oder Validierung ausreichend zu kennen. Diese Probleme koennen durch Nutzung der Informationen aus Satellitenmessungen teilweise geloest werden. Satellitenbeobachtungen integrieren ueber raeumliche Ausdehnungen und geben andererseits Aufschluesse ueber Gebiete, die aus verschiedenen objektiven Gruenden nicht mit einem Messnetz erfasst werden koennen. Neuere Untersuchungen zur Bestimmung der optischen Dicke von Aerosolen aus multispektralen Satellitenbildern (Landsat, SPOT, ERS-1, NOAA) geben nicht nur Daten ueber die Ausbreitungsbedingungen in den unteren Atmosphaerenschichten, sondern auch Hinweise auf die chemische Zusammensetzung der fuer Truebungen verantwortlichen Teilchen. Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, diese Zusammenhaenge in einem ausgewaehlten Untersuchungsgebiet - der Region von Brescia in Norditalien - naeher zu untersuchen und darauf aufbauend ein rechnergestuetztes Auswertungssystem mit entsprechender Software zur Demonstration zur Verfuegung zu stellen. Dieses System soll die Integration sowohl von Daten aus vorhandenen Messnetzen als auch von zusaetzlich erhobenen Daten mittels mobiler Fernerkundungsmesssysteme sowie von Ergebnissen aus Chemie-Transport-Modellen und Satellitenbeobachtungen ermoeglichen und daraus neue, kostenguenstige Informationen fuer den Endnutzer - die Stadtwerke der Region Brescia - bereitstellen. Dazu werden die notwendigen Software-Module entwickelt. In einer komplexen Messkampagne ueber 2 Wochen in der Region Brescia werden die fuer ein angepasstes Chemie-Transport-Modell notwendigen Eingangs- und Evaluierungsdaten gewonnen. Dazu werden die Messnetze der Region Brescia und mobile Fernerkundungssysteme eingesetzt. Die Nutzung von Satellitenbildern wird in einer methodologischen Studie vorhandener Bilder des Untersuchungsgebietes vorbereitet. Dabei werden spezifische Fragen der Interpretation dieser Bilder herausgearbeitet und ebenfalls als Anforderungen an das Konzept dieser Messkampagne formuliert. Mit dem Chemie-Transport-Modell wird die fuer die Satellitenbildauswertung relevante, regionale Verteilung von Luftschadstoffen berechnet und mit den Satellitendaten evaluiert. Im Ergebnis der Messkampagne werden die Software-Module des Auswertungssystems modifiziert und den Stadtwerken der Region Brescia zur ...
Das Projekt "Experimente in Stratosphaere-Troposphaere durch Flugzeugmessungen (STREAM III)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Institut für Meteorologie und Geophysik, Arbeitsgruppe Physik der Atmosphäre durchgeführt. 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 "Grundlagen der feinskaligen Simulation von Schadstoffausbreitung und Aerosoldynamik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Förderverein des Rheinischen Instituts für Umweltforschung durchgeführt. Schadstoffemissionen des Strassenverkehrs stellen eine wesentliche Belastung der Atmosphaere dar. Bei der Beurteilung des menschlichen Gefaehrdungsrisikos gewinnen zunehmend Aerosolpartikel an Bedeutung. Dieses Projekt soll die Voraussetzungen zur Simulation der Schadstoffausbreitung als Folge des Strassenverkehrs schaffen. Zur Berechnung der Schadstoffausbreitung steht ein dreidimensionales, mesoskaliges Chemie-Transport-Modell (CTM) zur Verfuegung, das die notwendigen meteorologischen und chemischen Eingabefelder fuer das modale Aerosoldynamikmodell MADE liefert. Anwendungen der Modelle auf der horizontalen Skala des Strassenverkehrs (1-2 km) mit besonderem Schwerpunkt auf die Region von Nordrhein-Westfalen erfordern weitergehende Kenntnisse der Emissionsverteilung insbesondere im Bereich des Strassennetzes. Es soll ein raeumlich hochaufgeloestes Kataster fuer das EURAD-CTM geschaffen werden. Das Hauptaugenmerk liegt hier auf der Aktualisierung der Datensaetze und einer Verbesserung der Verursacherstruktur. Die Anwendung auf besonders feine Gitterskalen macht Analysen notwendig, die die Unterschiede zwischen 1-Wege-Nestung, 2-Wege-Nestung, hydrostatischen und nicht-hydrostatischen numerischen Simulationen fuer das ausgewaehlte Gebiet von Nordrhein-Westfalen klaeren. Besonders die Turbulenzparametrisierungen und die Behandlung von Wolken sind auf dieser feinen Skala kritisch zu untersuchen. Es ist zu klaeren, ob die vorhandenen Parametrisierungen konvektiver Wolken bei diesen Gitterweiten noch ausreichend sind. Weiterhin soll in diesem Projekt eine Pruefung des chemischen Mechanismus auf die lokale Anwendbarkeit hin erfolgen.
Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Als Beitrag für die Entwicklung eines umsetzungsorientierten integrierten regionalen Klimaanpassungsprogramms in einem Akteursnetzwerk der Stadt Dresden zur Sicherung der langfristigen Wettbewerbsfähigkeit und einer stabilen Lebensqualität ist eine Projektion der Luftqualität in der Stadtregion bezüglich Aerosolpartikel für den Zeitraum bis 2050 geplant. Urbanisierung und Anwendung des dem Stand der Wissenschaft entsprechenden multiskaligen Chemie-Transport-Modells COSMO-MUSCAT bis zu einer horizontalen Auflösung von 100 x 100 m. Die Anwendung des Modells soll sowohl den Vergleich mit experimentellen Messungen als auch die Projektion der zu erwartenden Veränderungen anhand ausgewählter regionaler Klimaszenarien beinhalten. Größenklassifizierte physikalisch-chemisch Charakterisierung der Partikel in der Stadtluft durch Berner-Impaktor-Messungen bei ausgewählten meteorologischen Bedingungen. Die Forschungsergebnisse sind Grundlage für Entscheidungen lokaler Behörden zur Umsetzung von zukünftigen Maßnahmen zur Anpassung an die zu erwartende Klimaänderung. Damit wird die Wettbewerbsfähigkeit des Hochtechnologiestandorts Dresden gesichert.
Das Projekt "Foerderschwerpunkt: Troposphaerenforschung - Leitthema 1: Erstellung und Anwendung einer mesoskaligen Modellhierache zur Diagnose und Prognose der Schadstoffverteilung ueber Deutschland und Europa" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Institut für Boden-, Luft- und Gewässerschutz, Lehrstuhl für Umweltmeteorologie durchgeführt. 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.
Das Projekt "Weiterentwicklung des RADM2 Mechanismus: Eine objektive Methode zur Anpassung der organischen Chemie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Uebergeordnete Ziele des Leitthemas 3 (LT3) des TFS sind das moeglichst weitgehende Verstaendnis aller Prozesse, die an der Oxidantienbildung beteiligt sind und in Deutschland und Zentraleuropa u.a. zu hohen Ozonbelastungen im Sommer fuehren sowie die Entwicklung, der Test und die Vervollstaendigung/Reduzierung chemischer Mechanismen zur Beschreibung der Ozonproduktion in geeigneten Chemie-Transport-Modellen. Die Arbeitsgruppe am IFU traegt zu Leitthema 3 des TFS durch die Weiterentwicklung des Regional Atmospheric Chemistry Mechanism (RACM) bei. Das Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung eines chemischen Mechanismus, der in Chemie- Transport-Modellen (CTM) angewendet werden soll. Die Behandlung der atmosphaerischen Chemie in Gas- und Fluessigphasenmechanismen weist bedeutende Unsicherheiten und Luecken auf, insbesondere in folgenden Bereichen: Reaktionsmechanismen fuer den Abbau aromatischer Verbindungen; - Produkte der Reaktionen von Alkenen mit HO und O3, inklusive biogener Verbindungen wie Isopren, a-Pinen und d-Limonen; - Reaktionsprodukte der laengerkettigen Alkoxyradikale aus dem Abbau von Alkanen; - Chemischer Abbau teiloxidierter Verbindungen wie Dicarbonylverbindungen und Aldehyde mit hoeherem Molekulargewicht. In diesem Projekt wird der chemische Mechanismus RACM unter Verwendung der in den Laborexperimenten von LT3 gewonnenen kinetischen Daten verbessert.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 15 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 15 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 15 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 15 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 11 |
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| Boden | 13 |
| Lebewesen & Lebensräume | 14 |
| Luft | 14 |
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| Wasser | 13 |
| Weitere | 15 |