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Einfluss eines Großflughafens auf zeitliche und räumliche Verteilungen der Außenluftkonzentrationen von Ultrafeinstaub < 100 nm, um die potentielle Belastung in der Nähe zu beschreiben - unter Einbeziehung weiterer Luftschadstoffe

Einträge von Luftschadstoffen stellen eine bedeutende Gefährdungsursache für die menschliche Gesundheit dar. Neben den bereits in der Luftqualitätsrichtlinie (EU-RL 2008/50/EC) geregelten Luftschadstoffen sind weitere luftgetragene Spurenstoffe in der wissenschaftlichen Diskussion, die der menschlichen Gesundheit Schäden zufügen können. In jüngeren Studien wurden Flughäfen als Quelle für erhöhte UFP-Konzentrationen in der Luft identifiziert. Es ist erforderlich, den Beitrag des Flugha- fens zur oberflächennahen UFP-Konzentration in der Außenluft durch Messen und Modellieren besser zu verstehen. In diesem Projekt wurde für die Region des Flughafens Frankfurt/Main die Gesamtkonzentration der UFP-Anzahl mithilfe einer Kombination aus etablierten Luftschadstoffausbreitungs-Modellen für die lokale (LASAT, LASPORT) und überregionale Ebene (EURAD, MADE) berechnet. Die Emissionen für den Flugzeugverkehr, den Straßenverkehr, den Flughafen-Bodenverkehr, sonstige Flughafeninfrastruktur und den regionalen bzw. mesoskaligen Hintergrund wurden anhand von nationalen und internationalen Emissionskatastern (HBEFA, ICAO, GRETA) und spezifischen, vom Flughafen ermittelten Daten bestimmt. Die Modellergebnisse (dreidimensionale, stündlich aufgelöste Konzentrationszeitreihen, in Summe und unterteilt nach Quellgruppen Flugbetrieb und Bodenabfertigung, Kfz d. Umlands sowie Hintergrundbelastung) wurden mit Messungen in der Nähe des Flughafens verglichen. In Bezug auf die Anzahl-Emission von UFP sind nach den Modellergebnissen die Haupttriebwerke von Flugzeugen die dominierende Emissionsquelle. Von ihnen stammen mehr als 90 % der vom Flughafen freigesetzten nichtflüchtigen UFP. Mehr als 50 % dieser Triebwerksemissionen sind auf Rollbewegungen am Boden zurückzuführen mit Partikeldurchmessern unter 20 nm. Die Langzeitmittelwerte der UFP-Anzahlkonzentration werden durch weiter vom Flughafen entfernte Hintergrundquellen dominiert, während der Beitrag des Flughafens zu den Stundenmittelwerten ausgeprägter sein kann. Ein wichtiges Ziel des Projekts war es, Defizite im derzeitigen Stand der Technik zur Emissions- und Konzentrationsmodellierung von UFP im Kontext von Flughäfen zu ermitteln. Hier sind inkonsistente UFP-Durchmesserbereiche in den Datenbanken, Modellen und Messungen von Bedeutung, ebenso Unterschiede in den betrachteten UFP-Bestandteilen, insbesondere flüchtig gegenüber nichtflüchtig. Die Modellergebnisse legen nahe, dass der Einfluss des Flughafens auf das Jahresmittel der Gesamt-Anzahlkonzentration von Ultrafeinpartikeln mit zunehmender Entfernung und in Abhängigkeit von der Hauptwindrichtung deutlich abnimmt. Die Modellierung ergab beispielsweise, dass der durch den Flughafen im Jahresmittel verursachte Anteil nördlich des Flughafens in ca. 1 km Entfernung bei ca. 25 % der Gesamtbelastung und in 2,5 km bei unter 10 % lag. Quelle: Forschungsbericht

Atmosphaerischer Ferntransport und seine Auswirkungen auf die Spurengaskonzentration in der freien Troposphaere ueber Mitteleuropa (ATMOFAST), Teilvorhaben: Modellsimulation

Modellierung und Parametrisierung chemischer Reaktionen im Zusammenhang mit Nebelereignissen (EUMAC) - Teil 2

Transport, Chemie und Spurengasverteilung in der Tropopausenregion - TRACHT

FP3-ENV 1C, Comparative Studies into the Mechanisms and Dynamics of the Impact of Marine Eutrophication on Benthic Macrophytes in Different Coastal Waters (EUMAC: Eutrophication and Macrophytes)

Objective: a) To complete comparative field and laboratory studies, with standardized methodology, into the relation between eutrophication and submerged macrophyte communities (seagrasses, macro-algae) in European lagoon- and coastal bay-systems (Baltic, North Sea, Atlantic, Mediterranean). b) To undertake experimental studies in macro-algal taxonomy and eco-physiology, to standardize and unify the kinetic parameters for a number of properly identified dominant nuisance algae along the European coast. c) To initiate the construction of a validated and balanced modelling-concept for the 'eutrophication-macrophyte' problem in marine coastal areas, in a later stage to be implemented by the leading European institutions in this field. The final aim is a (preliminary) European Eutrophication Marine Macrophyte Model (EUMAC). General Information: The possible long-term chronic effects of coastal eutrophication, together with the offshore consequences have been largely ignored. The increasing chemical and physical disturbance of nearshore coastal systems will finally affect also the undisturbed oligotrophic open seas. Until recently coastal eutrophication and related growth of excess macro-algae, have mainly been treated as local, short-term problems. In fact, the problem has been neglected in favour of eutrophication and related phenomeandna of plankton blooms in the open sea. However, the local problem increased to an overall coastal and inshore area phenomenon, and recently we are scfacing coastal eutrophication problems on a global scale. No attempt has been undertaken to approach the 'eutrophication - macrophyte' problem on a European scale. Adequate management of the coastal 'eutrophication - macrophyte' problem is still impossible and balanced models to be implemented on a larger than local scale do not exist. The development of these models is strongly retarded by the lack of fundamental taxonomical and physiological knowledge of the macroalgae concerned. The important links between algal taxonomy and the reliability, and hence applicability of physiological responses (nutrient, light and temperature kinetics), together with the geographical variations in physiological responses can neither properly be interpreted nor applied in model generalizations. Objectives of the project: A) To carry out comparative field and laboratory studies, with standardized methodology, into the relation between eutrophication and submerged macrophyte communities (seagrasses, macro-algae) in European lagoon- and coastal bay-systems (Baltic, North Sea, Atlantic, Mediterranean). B) To carry out experimental studies in macro-algal taxonomy and eco-physiology, to standardize and unify the kinetic parameters for a number of properly identified dominant nuisance algae along the European coast... Prime Contractor: Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Nederlands Instituut voor OecologischOnderzoek astal areas, to be implemCentrum voor Estuariene en Mariene Eco

Entwicklung eines modalen Modells zur Beschreibung der Chemie und Physik von Wolken und Aerosolen und dessen Implementierung in das EURAD-Modellsystem zur Beschreibung aerosolbedingter Modifikationen des aktinischen Flusses, Entwicklung eines modalen Modells zur Beschreibung der Chemie und Physik von Wolken und Aerosolen und dessen Implementierung in das EURAD-Modell-System zur Beschreibung aerosolbedingter Modifikationen des aktinischen Flusses

Das EURAD-Modellsystem wird fuer die Simulation von Aerosoleffekten im Strahlungs- und Spurenstoffhaushalt der Troposphaere vorbereitet. Es handelt sich dabei um mesoskalige Anwendungen von EURAD auf die europaeische Region und Teilgebiete davon. Erste Tests zur Anwendung des STAR-Modells, mit dem Photolyseraten abgeschaetzt werden koennen, sind vorbereitend durchgefuehrt worden. Das Vorhaben wird im Verbund mit dem IFT Leipzig, der BTU Cottbus und dem Ford FZ Aachen durchgefuehrt.

EURAD - Europaeisches Ausbreitungs- und Depositionsmodell (Beitrag zu EUROTRAC)

EURAD (Europaeisches Ausbreitungs- und Depositionsmodell) ist ein Modellsystem, das fuer die Behandlung der Ausbreitung anthropogener Schadstoffe in Europa und Teilgebieten davon entwickelt wurde. Es wird auf Regionen unterschiedlicher Groesse (Kontinent, Staaten, Bundeslaender, Stadtgebiete) angewendet. Das Modellsystem wurde vor allem fuer die Behandlung von Smogepisoden, aber auch fuer die Untersuchung der Ausbreitung radioaktiver Wolken und der Wirkung von Flugzeugemissionen eingesetzt. Dabei wurde es umfangreich evaluiert. Mit ihm ist die chemische Wirkung von Aerosolen sowie der Einfluss von Wolken und Nebel behandelt worden. Seine Anwendungsbreite und Flexibilitaet ermoeglicht den Einsatz unter vielfaeltigen Bedingungen. Es wird auch in Zukunft in anwendungsorientierten und wissenschaftlichen Projekten eingesetzt werden.

Entwicklung eines neuartigen Partikelmodells zur Beurteilung der Luftbelastung durch Verkehrsemissionen: Wolkeneffekte

Als eine wesentliche Ursache fuer die Belastung der Atmosphaere mit Schadstoffen gilt der Fahrzeugverkehr. Waehrend bisher die Problematik der Photooxidantien im Vordergrund stand, sollen in diesem Projekt die Folgen der Partikelemissionen des Strassenverkehrs mit numerischen Modellen eingehend untersucht werden. Grundlage fuer die Projektarbeiten ist das EURAD-Modellsystem, mit dem die notwendigen Emissionsdaten, meteorologischen und chemischen Daten generiert bzw aufbereitet werden. Zur Behandlung der Aerosole steht ein modales Aerosoldynamik-Modell (MADE) zur Verfuegung, das eine Behandlung der Aerosoldynamik und damit eine Beschreibung der Groessenverteilung der Partikel ermoeglicht. Um das Modellsystem sinnvoll auf der Skala des Strassenverkehrs (1-2 km) anzuwenden sind einige Vorarbeiten unumgaenglich. Es muessen sowohl die Partikelemissionen des Verkehrs als auch die Verteilung der Vorlaeufersubstanzen bekannt sein, die sekundaere Partikel bilden koennen. Weiterhin sind Modifikationen am Modellcode hinsichtlich der kleinskaligeren Anwendungen moeglicherweise notwendig. Im Rahmen dieses Projektes soll in enger Zusammenarbeit mit dem Ford Forschungszentrum in Aachen das Aerosol-Modell weiterentwickelt werden, so dass eine Beschreibung der Aerosolverteilung waehrend Wolken- und Nebelereignissen, dh bei hohen Werten der relativen Feuchte durchgefuehrt werden kann. Hierzu muss das Aerosolmodell um eine Parametrisierung der Behandlung von Wolkentropfen erweitert werden, die eine Beschreibung der Tropfengroessenverteilung aus den vorhandenen ueber die Wolke gemittelten Groessen ermoeglicht. Bei den Auswirkungen von Wolken auf Aerosole sollen neben den vertikalen Transporten der Partikel in konvektiven Wolken, nasschemische Reaktionen in Wolkenwasser und die nasse Deposition der Partikel beruecksichtigt werden.

EUREKA-Projekt: Eurotrac (EU 7) - Teilvorhaben: Ermittlung von Luftschadstoffemissionen in Europa fuer Episoden

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Bereitstellung von zeitlich hochaufgeloesten Emissionsdaten fuer Eurotrac-Unterprojekte sowie die Entwicklung der dafuer erforderlichen Methoden und Modelle. Insbesondere sollen Emissionsdaten entsprechend den Anforderungen von Eumac, fuer die Eumac-Episoden 1990, 1991 und 1992 berechnet werden. Grundlage der Berechnungen sind das Corinair 1990 Kataster und weitere verfuegbare Emissionsdaten sowie umfangreiche sozio-oekonomische, technische und meteorologische Daten. Damit wird die wissenschaftliche Basis geschaffen, um fuer zukuenftige politische Entwicklungen auf dem Gebiet des Umweltmanagements in den europaeischen Laendern Hilfestellungen zu geben.

NRW-Forschungsverbund Verkehrssimulation und Umweltauswirkungen

Im Rahmen des NRW-Forschungsverbundes Verkehrssimulation und Umweltauswirkungen werden die Modellsysteme WITRAK und EURAD gemeinsam eingesetzt. Damit laesst sich eine raeumlich und zeitlich hochaufgeloeste Simulation des Transports und der chemischen Umsetzung atmosphaerischer Spurenstoffe erreichen. Die Nutzung von Emissionsdaten, die durch den Einsatz komplexer Verkehrsflussmodelle gewonnen werden, zielt darauf ab, zu einer deutlich verbesserten Modellierung der atmosphaerischen Schadstoffbelastung (beispielsweise durch Ozon) zu kommen. Der Einsatz von EURAD liefert dabei die grossraeumigen Informationen ueber meteorologische Felder und die Konzentrationen der Spurenstoffe. Diese werden an WITRAK weitergegeben und dort dazu benutzt, kleinraeumige Strukturen in ausgewaehlten Kernbereichen zu modellieren. Die Kombination beider Modellsysteme EURAD und WITRAK erlaubt in Verbindung mit detaillierten Verkehrssimulationen unter anderem eine deutlich verbesserte Behandlung der Bildung von Ozon waehrend sommerlicher Photosmogepisoden. Zur Erfassung von Ozonspitzenwerten im staedtischen Bereich werden eine genaue Behandlung der Emissionsdaten, raeumlich hochaufgeloeste Strukuren (WITRAK) und entsprechende Randwerte (EURAD) benoetigt. Die Behandlung der quellennahen Chemie und die Einbeziehung der Transporte ueber die Raender eines ausgewaehlten Kernbereichs werden durch die Verknuepfung beider Modellsysteme in Verbindung mit detaillierten Emissionsdaten erheblich verbessert. Dies erlaubt eine bessere Einschaetzung der Ursachen der atmosphaerischen Schadstoffbelastung und liefert damit die Grundlage fuer die Entwicklung von Luftreinhaltestrategien fuer ausgewaehlt Kerngebiete.

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