Introduction: In Malaysia, excessive nutrients from livestock waste management systems are currently released to the environment. Particularly, large amounts of manure from intensive pig production areas are being excreted daily and are not being fully utilised. Alternatively, the excess manure can be applied as an organic fertiliser source in neighbouring cropping systems on the small landholdings of the pig farms to improve soil fertility so that its nutrients will be available for crop uptake instead of being discharged into water streams. Thus, there is a need for better tools to analyse the present situation, to evaluate and monitor alternative livestock production systems and manure management scenarios, and to support farmers in the proper management of manure and fertiliser application. Such tools are essential to quantify, and assess nutrient fluxes, manure quality and content, manure storage and application rate to the land as well as its environmental effects. Several computer models of animal waste management systems to assist producers and authorities are now available. However, it is felt that more development is needed to adopt such models to the humid tropics and conditions of Malaysia and other developing countries in the region. Objectives: The aim is to develop a novel model to evaluate nutrient emission scenarios and the impact of livestock waste at the landscape or regional level in humid tropics. The study will link and improve existing models to evaluate emission of N to the atmosphere, and leaching of nutrients to groundwater and surface water. The simulation outputs of the models will be integrated with a GIS spatial analysis to model the distribution of nutrient emission, leaching and appropriate manure application on neighbouring crop lands and as an information and decision support tool for the relevant users.
Die Karte zeigt die Veränderung der Böden als Ausgleichkörper im Wasserhaushalt (in mm) 2071-2100 gegenüber 1971-2000 unter dem „Klimaschutz“-Szenario (RCP2.6). Grundsätzlich sind alle unversiegelten Böden ein Ausgleichskörper im Wasserhaushalt (AKWH). Sie nehmen Wasser auf und geben es zeitverzögert wieder ab. Zudem wird Wasser durch sie in tiefere Schichten weitergeleitet. Die Böden wirken damit als Zwischenspeicher im Landschaftswasserhaushalt. Die Methode fasst all die Komponenten, z.B die Wasserleitfähigkeit und die Wasserspeicherfähigkeit in ein Bewertungsschema zur Beurteilung des Rückhaltes von Wasser im Boden zusammen. Zentral ist die Bewertung der Retentionsleistung und der Infiltrationsleistung. Die Klimamodelle sind mit dem „Klimaschutz“-Szenario (RCP2.6) angetrieben. Dabei handelt es sich um ein Szenario des IPCC (Weltklimarat), welches deutliche Anstrengungen beim Klimaschutz und niedrigen Emissionen bedeutet. Die Ergebnisse aller Klimamodelle sind gleich wahrscheinlich. Daher kann neben dem Mittelwert, der eine Tendenz aufzeigt, auch der obere (Maximum) und untere (Minimum) Rand der Ergebnisbandbreite über den MapTip abgerufen werden.
Der Datensatz zeigt den langfristigen Einfluss einer durch den Klimawandel veränderten Wasserführung auf die Konzentration von Stoffen in Fließgewässern bei Niedrigwasser. Hintergrund ist die Verdünnungswirkung der im Fluss vorhandenen Wassermenge. Alle weiteren Einflussgrößen auf die Stoffkonzentration (z. B. eingetragene Stofffracht, Stofftransport und -abbau) wurden dabei vereinfachend als unverändert angenommen. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde erzeugt die Ergebnisse mit Hilfe von numerischen Berechnungsverfahren für 56 Standorte in den Einzugsgebieten von Donau, Elbe, Ems, Rhein und Weser. Diese Daten stehen als Beitrag und Grundlage zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) über den DAS-Basisdienst "Klima und Wasser" frei zugänglich zur Verfügung. Grundlage sind Abflussprojektionen der Bundesanstalt für Gewässerkunde, die ebenfalls im Rahmen des DAS-Basisdienstes frei verfügbar sind (Fleischer et al., 2025). Diese basieren ihrerseits auf globalen und regionalen Klimaprojektionen aus unterschiedlichen Projekten (Coupled Model Intercomparison Project Nr. 5 (CMIP5): Meehl und Bony, 2011; Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (EURO-CORDEX): Jacob et al., 2014; ReKliEs-De: Hübener et al., 2017). Die verwendeten Emissionsszenarien liegen auch den Berichten des Weltklimarates zugrunde. Für die Berechnung der langfristigen Änderungen der Stoffkonzentration wurde ein Ensemble von 16 Abflussprojektionen für das Hochemissionsszenario RCP8.5 berücksichtigt. Angegeben ist die relative Konzentrationsänderung im Vergleich zum Referenzzeitraum 1971-2000 als 30-jähriger gleitender Mittelwert für die Jahre 1971 bis 2099. Die zugrunde liegende Abflussmenge entspricht dem niedrigsten über 7 Tage gemittelten Abfluss in jedem Jahr (hier Wasserhaushaltsjahr von April bis März), der jeweils über 30 Jahre gemittelt wurde (Kennwert "MNM7Q").
Langfristige Veränderungen von Gezeiten zählen zu den bemerkenswertesten Facetten der Ozeandynamik. Zur Entschlüsselung dieser Signale wird im vorliegenden Projekt ein mehrschichtiger Modellierungsansatz auf globalen und regionalen Skalen entwickelt, der Meeresspiegelvariationen, Veränderungen der ozeanischen Dichtestruktur und Migrationsbewegungen von antarktischem Schelfeis in klassische Gezeitensimulationen einflechtet. Die Reaktion primärer Partialtiden auf diese Antriebsmechanismen wird in einer ersten Ausbaustufe von ~1970 bis 2015 erarbeitet, wobei hochauflösende barokline (3D) Simulationen im Nordostatlantik und um Australien rigoros in globale barotrope (2D) Vorwärtsläufe eingebettet werden. Die Validierung der Simulationsergebnisse gegenüber robusten und großräumigen Gezeitentrends aus Wasserstandsbeobachtungen legt den Grundstein für konkrete Projektionen von Ozeangezeiten bis zum Jahr 2100 unter Annahme realistischer Emissionsszenarien. Veränderte Randbedingungen in globalen und regionalen Gezeitenläufen einhergehend mit Meeresspiegelanstieg, Ozeanerwärmung und ausdünnendem Schelfeis werden hierzu in konsistenter Weise aus gekoppelten Klimamodellen abgeleitet. Erweiterte barokline und globale Sensitivitätsexperimente liefern einen Überblick über Küstenabschnitte, in denen mit nennenswerten Gezeitenentwicklungen durch großflächige Veränderungen der Dichtestruktur zu rechnen ist. Neben dem reinen Prozessverständnis soll auch Augenmerk auf die Abschätzung von Unsicherheiten der numerisch modellierten Tidenvariabilität in den kommenden Dekaden gelegt werden. Das Projekt ebnet in seiner Gesamtheit den Weg für eine verlässlichere Quantifizierung von säkularen Gezeitensignalen in Anwendungsbereichen (z.B. Küstenschutz) und der Ozeanographie nahestehenden Wissenschaftsdisziplinen.
Die Klimaanalysekarte synthetisiert die wesentlichen Aussagen der Analyseergebnisse für die Nachtsituation in einer Karte und präzisiert bzw. pointiert das Kaltluftprozessgeschehen zu den Themenfeldern Überwärmung, Kaltluftentstehung und Kaltluftfluss. Dargestellt werden für die Siedlungs- und Verkehrsflächen die Lufttemperatur in °C und für die Grünflächen und landwirtschaftlichen Flächen wird die Kaltluftvolumenstromdichte in m³/m*s. Außerdem werden die Kaltluftprozesse wie linienhaften Kaltluftbahnen, flächenhafter Kaltluftabfluss, Kaltluftentstehungsgebiete, sowie das Windfeld visualisiert. Das Strömungsfeld bzw. die Fließrichtung der Kaltluft wurde für eine bessere Lesbarkeit der Karte auf eine Auflösung von 200 m aggregiert und ab einer als klimaökologisch wirksam angesehenen Windgeschwindigkeit von 0,2 m/s mit einer Pfeilsignatur visualisiert. Kleinräumigere und/oder schwächere Windsysteme (z. B. Kanalisierungseffekte in größeren Zufahrtsstraßen im Übergang zwischen Grün- und Siedlungsflächen) werden aus der Karte nicht ersichtlich. Für die Grünflächen und landwirtschaftlichen Flächen erfolgt die Darstellung der Kaltluftentstehungsgebiete. Diese, mit einer überdurchschnittlichen Kaltluftproduktion, gekennzeichneten Flächen weisen eine mittlere Kaltluftproduktionsrate von >25,5 m³/m²*h auf. Kaltluftleitbahnen verbinden kaltluftproduzierende sogenannte Ausgleichsräume (Grünflächen und landwirtschaftliche Flächen) und sogenannte Wirkräume (Siedlungs- und Verkehrsflächen) miteinander und sind mit ihren meist hohen Kaltluftvolumenströmen elementarer Bestandteil des Kaltluftprozessgeschehens. Gleichzeitig sind diese aber auch hochgradig anfällig gegenüber Flächenentwicklungen in ihren Kern- und Randbereichen, die zu einer Verengung des Durchflussquerschnittes und einer erhöhten Rauigkeit und damit zu einer Funktionseinschränkung bzw. zu einem Funktionsverlust führen können. Flächenhafte Kaltluftabflussbereiche kennzeichnen großräumigere Kaltluftbewegungen. Sie sind nur dann von einer vergleichbaren Verletzlichkeit geprägt, wenn sie ausschließlich auf wenig dynamischen Flurwinden basieren. Hangfolgende Kaltluftabflüsse reagieren aufgrund der zumeist gegebenen Ausweichmöglichkeiten der Luft deutlich robuster auf ein moderates Maß an baulichen Entwicklungen. Eine Einschränkung der klimaökologischen Funktionen ist aber bei besonders intensiven Flächenentwicklungen oder unter besonderen Nutzungsbedingungen auch hier durchaus möglich und zu vermeiden bzw. auf ein verträgliches Maß zu reduzieren. Als weiteres Element wurde der Parkwind eingesetzt. Hierbei handelt es sich um kleinräumige Kaltluftströmungen aus innerstädtischen Grünflächen, die radial in die umgebenden Siedlungsflächen einströmen. Trotz ihrer geringen räumlichen Ausprägungen können sie einen wichtigen Ausgleichseffekt innehaben. Hier wird die Klimaanalysekarte für die ferne Zukunft mit hohen Emissionen (RCP 8.5) dargestellt. -------------------------------------------------------------------- Generelle Modellierungsinformationen: Für die Modellierung wurde das Modell FITNAH-3D in einer Auflösung von 5 m genutzt. Als meteorologische Rahmenbedingung wird ein autochthoner Sommertag (wolkenloser Himmel, nur sehr schwach überlagernder Wind) angenommen. Bei dem Szenario der nahen Zukunft mit hohen Emissionen (RCP 8.5) wird als Starttemperatur eine Lufttemperatur von 25,8 °C und eine Wassertemperatur von 23 °C angenommen unter Berücksichtigung der Stadtentwicklung mit Stadtentwicklungsflächen. Weiterführende Informationen und eine detaillierte Beschreibung der Methodik finden Sie in folgenden Berichten: 1. Stadtklimaanalyse Bremen - Teil A - Ergebnisse und Planungshinweise 2. Stadtklimaanalyse Bremen - Teil B - Fachliche Grundlagen und Analysemethodik
Die Karte zeigt die Bewertung der Böden als Ausgleichkörper im Wasserhaushalt für den 30-jährigen Zeitraum 2071-2100 unter dem „Klimaschutz“-Szenario (RCP2.6). Grundsätzlich sind alle unversiegelten Böden ein Ausgleichskörper im Wasserhaushalt (AKWH). Sie nehmen Wasser auf und geben es zeitverzögert wieder ab. Zudem wird Wasser durch sie in tiefere Schichten weitergeleitet. Die Böden wirken damit als Zwischenspeicher im Landschaftswasserhaushalt. Die Methode fasst all die Komponenten, z.B die Wasserleitfähigkeit und die Wasserspeicherfähigkeit in ein Bewertungsschema zur Beurteilung des Rückhaltes von Wasser im Boden zusammen. Zentral ist die Bewertung der Retentionsleistung und der Infiltrationsleistung. Die Klimamodelle sind mit dem „Klimaschutz“-Szenario (RCP2.6) angetrieben. Dabei handelt es sich um ein Szenario des IPCC (Weltklimarat), welches deutliche Anstrengungen beim Klimaschutz und niedrigen Emissionen bedeutet. Die Ergebnisse aller Klimamodelle sind gleich wahrscheinlich. Daher kann neben dem Mittelwert, der eine Tendenz aufzeigt, auch der obere (Maximum) und untere (Minimum) Rand der Ergebnisbandbreite über den MapTip abgerufen werden.
Die Karte zeigt das mittlere standörtliche Verla-gerungspotential für nichtsorbierbare Stoffe (auch Austauschhäufigkeit des Bodenwassers pro Jahr) für den 30-jährigen Zeitraum 2031-2060 unter dem „Klimaschutz“-Szenario (RCP2.6). Mit Hilfe der Austauschhäufigkeit (AH) des Bodenwassers kann das standörtliche Verlagerungspotenzial für nicht- oder schwach sorbierbare Stoffe beschrieben werden. Die AH gibt an, wie häufig die Bodenlösung in der effektiven Wurzelzone im Zuge der Sickerwasserverlagerung ausgetauscht wird. Je geringer das Wasserspeicher- und Rückhaltevermögen eines Bodens, desto größer ist seine Austauschhäufigkeit des Bodenwassers. Aussagen zur Konzentration und Frachten von nicht sorbierbaren Stoffen können mit der Methode nicht abgebildet werden. Bei Nitrat werden die Deposition, Denitrifikation und Mineralisation nicht berücksichtigt. Sie können in Abhängigkeit vom Standort deutlichen Einfluss auf die Nitratverfügbarkeit und -konzentration im Sickerwasser haben. Die Klimamodelle sind mit dem „Klimaschutz“-Szenario (RCP2.6) angetrieben. Dabei handelt es sich um ein Szenario des IPCC (Weltklimarat), welches deutliche Anstrengungen beim Klimaschutz und niedrigen Emissionen bedeutet. Die Ergebnisse aller Klimamodelle sind gleich wahrscheinlich. Daher kann neben dem Mittelwert, der eine Tendenz aufzeigt, auch der obere (Maximum) und untere (Minimum) Rand der Ergebnisbandbreite über den MapTip abgerufen werden.
The proposed project is a research cooperation between the TU Dresden’s chair of Urban Water Management and the chair of Hydrobiology. The project aims to detect and quantify the contribution of a city’s sewer system on the spread, dynamics and seasonality of antibiotics and antibiotic resistance genes within an urbanized water body. Antibiotic resistance represents a high risk to human health as well as the public health system, due to their presence in, or acquisition by, pathogenic and/or opportunistic bacteria occurring in the environment. One among other emission sources of resistant strains into the environment is the sewer network, which should be exemplary investigated at our study site, the Lockwitzbach catchment within the city of Dresden. Six monitoring stations are already in operation there, equipped with online sensors for water quantity. Four out of six are recording water quality, including auto samplers. Two of the stations are dedicated to river monitoring, four further stations were mounted within the sewer system at rain water outlets and at a combined sewer overflow (CSO) structures, draining into Lockwitzbach. This monitoring network will be used and enhanced for the detection and sampling of specific contributions from the urban drainage network on the presence and dispersion of antibiotic resistances. Event-based and seasonal sampling campaigns coupled with analysis on chemical and microbiological parameters should be performed on water and biofilm samples to detect contribution patterns from the sewer outlets together with seasonal trends in composition and presence of antibiotic resistance in the bacterial community. Furthermore, emission pathways and the remaining of heavy metals from the sewer network, that also select for antibiotic co-resistancence, will be under examination. A particle transport model for the sewer catchment will be coupled with a hydraulic model for stream and sewer network and calibrated to predict gained water quality parameters as well as antibiotic resistant gene discharge patterns. Different treatment methods will be implemented in the model and evaluated. These results will yield valuable information on possible emission scenarios and pathways, as well as their importance on the spread of antibiotic resistance in the aquatic environment.
Die anthropogenen Kohlendioxidemissionen (CO2) sind für den größten Teil der jüngsten globalen Oberflächenerwärmung der Erde um etwa 1°C gegenüber dem vorindustriellen Niveau verantwortlich. Das Land und die Ozeane nehmen derzeit etwa die Hälfte unserer Emissionen durch komplexe Prozesse des Kohlenstoffkreislaufs auf. Der Klimaantrieb durch anthropogene CO2-Emissionen hört erst auf, wenn ein Gleichgewicht zwischen CO2-Quellen und -Senken erreicht ist. Da es nicht realisierbar ist, alle CO2-Emissionen bis Mitte des 21. Jahrhunderts zu eliminieren, bestehen alle plausiblen zukünftigen Emissionsszenarien, die auf eine mit dem Pariser Abkommen übereinstimmende Temperaturstabilisierung anstreben, aus einem Portfolio menschlicher Aktivitäten, die Emissionssenkungen mit Maßnahmen zur so genannten Kohlendioxidentnahme (CDR) kombinieren, die die verbleibenden positiven Emissionen kompensieren sollen.Allerdings werden CDR-Maßnahmen wie die meisten anderen menschlichen Aktivitäten durch Emissionen von andere Treibhausgase als CO2 (z.B. Methan oder Distickstoffoxid), Aerosolen oder durch Landnutzungsänderungen zusätzliche Klimaveränderungen verursachen. Gegenwärtig machen diese weiteren Treibhausgase mehr als 40% der globalen Oberflächenerwärmung aus, während Aerosole einen Teil der Erwärmung ausgleichen. Darüber hinaus beeinflussen diese zusätzlichen Klimaeinflüsse den Kohlenstoffkreislauf, der wiederum Einfluss auf die atmosphärische CO2-Konzentration und damit auf die Oberflächentemperatur nimmt (Abb. 1). Diese Wechselwirkung beeinflusst die Menge der CO2-Entnahme, die durch CDR-Maßnahmen erforderlich ist, um eine Temperaturstabilisierung zu erreichen.Es ist daher wichtig, die vollständige Reaktion des Klimas auf spezifische menschliche Aktivitäten, einschließlich CDR-Maßnahmen, zu erfassen, um gut informiert Maßnahmen zur Temperaturstabilisierung ein zu leiten. Insbesondere die Untersuchung der Reaktion des Erdsystems auf realistische Portfolios künftiger anthropogener Aktivitäten erfordert die Einbeziehung aller damit verbundenen Klimafaktoren - CO2, andere Treibhausgase als CO2, Aerosole und Landnutzungsänderungen - um bestmögliche Einschätzungen der möglichen Wege zur Temperaturstabilisierung zu erhalten.
Szenarienrechnung zur Wirkung ausgewählter Maßnahmen Die Modellierung der emissions- und immissionsseitigen Wirkung von Maßnahmen wurde aufbauend auf der Trendprognose ohne Maßnahmeneinfluss für das Jahr 2020 durchgeführt. Die Auswahl der Maßnahmen im Straßenverkehr konzentriert sich auf die Reduzierung der NO 2 -Belastung an Straßen. Untersucht wurden Maßnahmen, für die eine emissionsmindernde Wirkung stadtweit oder zumindest für einen großen Teil der Straßenabschnitte zu erwarten ist, an denen Grenzwertüberschreitungen auftreten. Außerdem mussten geeignete Modelle für die Berechnung der Wirkung verfügbar sein. Für einige Maßnahmen wurden mehrere Szenarien definiert, um abzuschätzen, welcher Maßnahmenumfang für die Einhaltung der Grenzwerte notwendig ist und wie unverhältnismäßige Belastungen vermieden werden können. Einige der Maßnahmen wurden daher unabhängig von der konkreten Umsetzbarkeit für die Modellierung sehr umfassend formuliert, z.B. zur Parkraumbewirtschaftung. Dies dient dazu, zunächst das mögliche Minderungspotenzial auszuloten. Die Aufnahme einer Maßnahme in die Szenarien oder der gewählte Durchführungsumfang ist noch keine Entscheidung, ob diese Maßnahme so in den Maßnahmenkatalog des Luftreinhalteplans aufgenommen wird. Hierfür müssen neben der Wirksamkeit weitere Aspekte wie die Verhältnismäßigkeit und Finanzierbarkeit sowie die technische, rechtliche und administrative Umsetzbarkeit gegeben sein. Szenario 7 „Fahrzeugtechnik“: – Nachrüstung von Dieselfahrzeugen Verbesserungen bei der Fahrzeugtechnik sind geeignet, um den Schadstoffausstoß in der gesamten Fahrzeugflotte zu vermindern. Diese Emissionsminderungen sind einerseits erreichbar mit einem Austausch von Fahrzeugen mit hohem Schadstoffausstoß durch emissionsarme Fahrzeuge wie Elektro- oder Elektro-Hybridfahrzeuge, Fahrzeuge mit Erdgasantrieb oder Dieselfahrzeuge mit niedrigen realen NO x -Emissionen. Weitere Emissionsminderungen können durch Nachrüstungen von Bestandsfahrzeugen mit zusätzlichen Abgasreinigungssystemen (Hardware-Nachrüstung) erreicht werden. Für das Szenario „Fahrzeugtechnik“ wurden die in Tabelle 2 zusammengefassten Annahmen zum Fahrzeugaustausch und zur Hardware-Nachrüstung getroffen. Da die Szenarien im Herbst 2018 berechnet wurden, konnten die Anforderungen an die Hardware-Nachrüstung von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen des BMVI noch nicht berücksichtigt werden. Die vom BMVI am 28.12.2018 veröffentlichten „Technischen Anforderungen an Stickoxid (NO x )-Minderungssysteme mit erhöhter Minderungsleistung für die Nachrüstung an Pkw und Pkw-ähnlichen Fahrzeugen (NO x MS-Pkw)“ konnten dabei nicht berücksichtigt werden. In diesen Anforderungen wird kein Wirkungsgrad, sondern ein Emissionswert von 270 mg/km bezogen auf den Durchschnitt einer so genannten RDE-Messfahrt vorgeschrieben. Dabei werden Messungen der Abgasemissionen im realen Straßenverkehr vorgenommen (real driving emissions). Für das verwendete Emissionsmodell, das auf den Emissionsfaktoren des vom Umweltbundesamt empfohlenen Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) basiert, ist eine derartige Angabe nicht direkt verwendbar, da im HBEFA Emissionsangaben nach Verkehrssituationen differenziert werden. Für die Hardware-Nachrüstung von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen wurde ausgehend von den Erfahrungen mit der Entwicklung der Nachrüstung von Linienbussen in Berlin ein Wirkungsgrad von 70 % angenommen. Für schwere Nutzfahrzeuge über 7,5 t wurde entsprechend der Förderrichtlinie des BMVI für die Nachrüstung von schweren Kommunalfahrzeugen ein Wirkungsgrad von 85 % verwendet. Für Busse wurden keine Nachrüstungen oder Ersatzbeschaffungen für 2020 angenommen, da die Nachrüstung der BVG-Busse bereits in der Trendprognose 2020 berücksichtigt wurde. Aus den angenommenen Quoten der nachgerüsteten Fahrzeuge und dem Wirkungsgrad ergeben sich Korrekturfaktoren für die Emissionsfaktoren des HBEFA mit Werten zwischen 0,51 und 0,93. Das entspricht Emissionsminderungen für die einzelnen Fahrzeugschichten zwischen 7 % und 49 %. Durch den Austausch von Diesel-Pkw Euro 4 durch Euro 6d-TEMP ändern sich die entsprechenden Flottenanteile bei der Emissionsbestimmung. Emissionsberechnung Die Ermittlung der Emissionen erfolgte analog zur Berechnung für das Prognosejahr „Trend 2020“. Abweichend von der Trendprognose wurde jedoch das Software-Update nicht berücksichtigt, da derzeit nicht abschätzbar ist, wie Software-Updates und Hardware-Nachrüstungen kombiniert werden. Dies kann zur Überschätzung der Emissionen führen. Auf Basis der angepassten Flottenzusammensetzung und der Korrekturfaktoren durch die Nachrüstung für die Emissionsfaktoren wurden die abschnittsbezogenen Emissionen berechnet. In Tabelle 3 sind die Emissionsbilanzen für den Kfz-Verkehr mit der angepassten Flotte für Berlin für die Prognose 2020 und das technische Szenario sowohl für die Gesamtemissionen NO X und die NO 2 Direktemissionen als auch für Emissionen differenziert nach Fahrzeugart mit Angabe des relativen Unterschiede zwischen beiden Berechnungen dargestellt. Mit den Nachrüstungen und dem Ersatz älterer Fahrzeuge können unter den oben beschriebenen Annahmen die NO x -Emissionen des Kfz-Verkehrs in der Summe um 405 t/a oder 9,5 % reduziert werden, die Direktemissionen von NO[∫2~] sinken um 137 t/a, das entspricht einer Minderung von 13,5 %. Die höchsten NO x -Emissionsminderungen ergeben sich für die leichten Nutzfahrzeuge mit 22,6 %, während bei den Pkw die NO x -Emissionen nur um 7,6 % sinken. Wirkung auf die NO 2 -Belastung in Straßen Basis für die Berechnung der NO 2 -Gesamtbelastung der einzelnen Straßenabschnitte ist die Berechnung der Immissionsbelastung in Berlin für das Prognosejahr 2020. Für das Szenario „Fahrzeugtechnik“ wurde nur die Wirkung auf die lokale Verkehrsemission und damit die lokale Zusatzbelastung je Abschnitt ermittelt. Die zur Berechnung der Gesamtbelastung benötigte Vorbelastung wurde unverändert aus den Berechnungen für das Prognosejahr 2020 übernommen. Da sich die Emissionsminderung durch verbesserte Fahrzeugtechnik auch auf die NO 2 -Vorbelastung des städtischen Hintergrunds auswirkt, wird die NO 2 -Gesamtbelastung durch das verwendete Verfahren etwas überschätzt. Im Ergebnis sinkt im Szenario „Fahrzeugtechnik“ die NO 2 -Immission an den Hauptverkehrsstraßen mit kritischen NO 2 -Konzentrationen über 36 µg/m³ in der Trendprognose 2020 im Mittel um 1,9 µg/m³ mit einer maximalen Minderung von 3,9 µg/m³ in der Leipziger Straße und einer minimalen Minderung von 1,0 µg/m³ in der Turmstraße. Die Anzahl der Abschnitte mit einem NO 2 -Jahresmittelwert über 36,0 µg/m³ geht von 117 Abschnitten mit einer Gesamtlänge von 14,6 km in der Prognose 2020 auf 78 Abschnitte mit einer Länge von 10,1 km zurück. Die Zahl der Straßenabschnitte mit Überschreitungen des NO 2 -Jahresmittelwerts von 40 µg/m³ sinkt von 31 auf 17 Straßenabschnitte. Die Länge der betroffenen Abschnitte reduziert sich von 3,5 auf 1,7 km, an denen noch ca. 1.800 Menschen von NO 2 -Grenzwertüberschreitungen betroffen sind. Szenario 5 und 6: „Förderung des Umweltverbundes“ Mit einer Verlagerung von Pkw-Fahrten auf die Verkehrsmittel des Umweltverbundes (ÖPNV, Rad- und Fußverkehr) können Emissionen im Kfz-Verkehr vermieden werden. Ziel der Berliner Verkehrspolitik ist es, den Anteil des Umweltverbundes weiter zu steigern. Hierfür steht eine Vielzahl von Maßnahmen von der Verbesserung der Infrastruktur bis hin zu Kommunikationskampagnen zur Verfügung. Die Komplexität der Maßnahmen lässt sich in Modellen jedoch nur sehr eingeschränkt bewerten. Um ein Szenario „Umweltverbund“ berechnen zu können, wurden einige ausgewählte Maßnahmen zusammengestellt und Annahmen zu preislichen Anreizen und Auswirkungen auf Reisezeiten getroffen. Damit konnte mit dem Verkehrsmodell für Berlin die Verlagerung von Fahrten vom Pkw auf den Umweltverbund und die resultierenden Verkehrsstärken geschätzt werden. Diese bilden die Basis für die Berechnung der Emissionen und des lokalen NO 2 -Zusatzbeitrags an Hauptverkehrsstraßen. Für das Szenario „Umweltverbund“ wurden folgende Annahmen getroffen: Reduzierung des Preises für ein Jobticket im ÖPNV auf 50 Euro, Maßnahmen zur Förderung des Radverkehrs entsprechen einer Beschleunigung des Radverkehrs um 2 km/h, Ausweitung der Parkraumbewirtschaftung und Erhöhung der Gebühren. Das Szenario „Umweltverbund“ wurde in zwei Varianten berechnet, deren Unterschied die Parkraumbewirtschaftung betreffen. In Variante 1 wird eine Parkraumbewirtschaftung für 50 % der Fläche innerhalb des inneren S-Bahn-Ringes ohne Veränderung der Parkgebühren angenommen („PB 50“). Mit Variante 2 wird ein Maximalszenario modelliert, das eine vollständige Parkraumbewirtschaftung innerhalb des inneren S-Bahn-Ringes mit Parkgebühren von drei Euro statt bisher ein bis drei Euro („PB 100“) pro Stunde vorsieht. Die Annahmen zum ÖPNV und zum Radverkehr blieben jeweils unverändert. Emissionsberechnung Die Ermittlung der Emissionen erfolgte analog zur Berechnung für das Prognosejahr 2020 ohne Maßnahmen (jedoch mit Software-Update). Auf Basis der geänderten Verkehrszahlen wurden die abschnittsbezogenen Emissionen berechnet. Die Fahrleistungsdaten für die Verkehrsmengen im Hauptstraßennetz, wie sie in der Emissionsberechnung verwendet wurden, sind in Tabelle 4 den Fahrleistungen der Prognose 2020 mit Angabe der relativen Unterschiede gegenübergestellt. Da der Umweltverbund keinen Güterverkehr aufnehmen kann, ergeben sich für Nutzfahrzeuge keine Änderungen. Es zeigt sich, dass nur mit einer flächendeckenden Parkraumbewirtschaftung bei höheren Parkgebühren eine wirksame Reduzierung der Fahrleistung um knapp 10 % erreicht werden kann. Das Szenario PB 50 führt dagegen trotz Fördermaßnahmen für den Umweltverbund nur zu knapp 2 % geringeren Fahrleistungen. In Tabelle 5 sind die Emissionsbilanzen für die Szenarien zur Förderung des Umweltverbundes den Emissionen der Trend-Prognose 2020 gegenübergestellt. In der Summe über alle Hauptverkehrsstraßen können mit der Variante „PB 50“, d.h. mit der milden Form der Ausweitung der Parkraumbewirtschaftung die NO x -Emissionen um ca. 1 % oder 45 t/a gesenkt werden. Nur mit der Variante „PB 100“ ergeben sich deutlichere Emissionsminderungen von circa 6,5 % oder 279 t/a. Wirkung auf die NO 2 -Belastung in Straßen Auf der Basis der Emissionen des lokalen Kfz-Verkehrs wurde für jeden Straßenabschnitt die lokale Zusatzbelastung berechnet. Die zur Berechnung der Gesamtbelastung benötigte Vorbelastung wurde unverändert aus den Berechnungen für das Prognosejahr 2020 übernommen. Im Ergebnis sinkt die NO 2 -Belastung an den Hauptverkehrsstraßen mit kritischen NO 2 -Konzentrationen über 36 µg/m³ (bezogen auf die Trendprognose 2020) bei der Variante „PB 50“ im Mittel um lediglich 0,4 µg/m³ mit einer Spannweite von 0 bis 1,5 µg/m³. Die höchste Minderung wurde für die Reinhardstraße berechnet. Mit der Variante „PB 100“ sind deutlichere Verbesserungen der Luftqualität erreichbar. Die NO 2 -Jahresmittelwerte sinken um 0,5 bis 4,2 µg/m³ mit einer mittleren Minderung von 2,3 µg/m³. Die höchste Minderung ergab sich für die Lietzenburger Straße zwischen Pfalzburger Straße und Uhlandstraße. Im Vergleich zur Prognose 2020 sinkt die Zahl der Straßenabschnitte mit Überschreitungen des NO 2 -Jahresmittelwerts von 40 µg/m³ von 36 auf 34 Abschnitte für die Variante „PB 50“ und auf 32 Abschnitte für die Variante „PB 100“. Die Länge der betroffenen Abschnitte reduziert sich von 3,9 auf 3,8 bzw. 2,2 Kilometer. Die Anzahl der Abschnitte mit einem NO 2 -Jahresmittelwert über 36 µg/m³ geht in der Variante „PB 50“ von 124 Abschnitte mit einer Gesamtlänge von 15,3 km in der Prognose 2020 auf 114 Abschnitte mit einer Länge von 14,1 km bzw. bezogen auf die Variante „PB 100“ auf 73 Abschnitte mit einer Länge von 8,8 km zurück. Szenario 1 bis 4: „Durchfahrtsbeschränkungen für Dieselfahrzeuge“ Die oben dargestellten Wirkungsuntersuchungen für verschiedene Maßnahmen haben gezeigt, dass diese trotz teilweise ambitionierter Annahmen nicht ausreichen, um an allen Straßenabschnitten eine schnelle Einhaltung des NO 2 -Grenzwertes zu erreichen. Daher wurde für alle Straßenabschnitte, die in der Trendprognose 2020 noch NO 2 -Jahresmittelwerte über 40 µg/m³ prognostizierten, die Wirkung von Durchfahrtsbeschränkungen für Dieselfahrzeuge auf einzelnen Straßenabschnitten modelliert. Flächenhafte, über die Anforderungen der bestehenden Umweltzone hinausgehende Fahrverbote oder streckenbezogenen Fahrverbote für Fahrzeuge mit Otto-Motoren wurden nicht geprüft, da diese gemäß des Urteils des Berliner Verwaltungsgerichtes vom 9.10.2018 nicht erforderlich und nicht verhältnismäßig sind. Für die streckenbezogenen Diesel-Fahrverbote wurden folgende Szenarien mit unterschiedlicher Eingriffstiefe geprüft: Szenario 1: Durchfahrtverbot für Diesel-Pkw der Abgasstufen Euro 5 und älter. Dies betrifft 16,3 % der in Berlin 2020 voraussichtlich verkehrenden Pkw. Szenario 2: Durchfahrtverbot für alle Diesel-Fahrzeuge mit Ausnahme der Linienbusse und der Motorräder der Abgasstufen Euro 5 / V und älter. Dies betrifft bezogen auf die Flotte von 2020: 16,3 % der Pkw, 70,4 % der leichten Nutzfahrzeuge ( < = 3,5 t), 39,6 % der schweren Nutzfahrzeuge ( > 3,5 t) und 51,9 % der Reisebusse. Szenario 3: Durchfahrtverbot für Diesel-Pkw der Abgasstufen Euro 6c und älter. Dies betrifft 35,3 % der in Berlin 2020 voraussichtlich verkehrenden Pkw (Diesel-Pkw der Euro-Norm 6d-TEMP und 6d sind vom Durchfahrtverbot ausgenommen). Szenario 4: Durchfahrtverbot für schwere Nutzfahrzeuge ( > 3,5 t) der Abgasstufen Euro V und schlechter. Dies betrifft 39,6 % der in Berlin 2020 voraussichtlich verkehrenden schweren Nutzfahrzeuge. Die in Berlin 2020 voraussichtlich verkehrenden Fahrzeuge wurden anhand der 2014 ermittelten Fahrzeugflotte und anhand der bundesweiten Flottenentwicklung bis 2020 berechnet. Für alle Szenarien wurde eine Einhaltequote von 80 % angenommen, d.h. dass 20 % der vom Fahrverbot betroffenen Fahrzeuge weiterhin durch die Abschnitte mit Durchfahrtverbot fahren, insbesondere auf der Grundlage von Ausnahmereglungen, aber auch aufgrund der Nichtbeachtung des Fahrverbots. Diese Quote wurde aus Modellierungen anderer Luftreinhaltepläne (Stuttgart, Hamburg) übernommen. Die Straßenabschnitte, die laut Modellierung in 2020 noch NO 2 -Werte von über 40,0 µg/m³ aufweisen werden und für die die Wirkung von Durchfahrtverboten entsprechend der vier Szenarien untersucht wurde, sind in der folgenden Tabelle 6 aufgelistet. Verkehrliche Wirkung Die Wirkung der Durchfahrtverbote auf die Verkehrsströme wurde ausgehend von Verkehrsdaten der Trendprognose 2020 mit dem Berliner Verkehrsmodell bestimmt. Berechnet wurde die Verlagerung der vom Durchfahrtverbot betroffenen Fahrzeuge auf Ausweichrouten sowie die Verlagerung von nichtbetroffenen Fahrzeugen in die frei werdenden Kapazitäten der Abschnitte mit Durchfahrtverbot. Für die Fahrverbotsszenarien werden Verkehrsströme für das gesamte Netz differenziert für Pkw, leichte und schwere Nutzfahrzeuge angegeben. Dabei wird berücksichtigt, wo die Fahrzeuge noch fahren dürfen. So werden für jede Strecke zum einen die Belegungen mit den Fahrzeugen angegeben, die zur Gruppe der nicht vom Fahrverbot betroffenen emissionsärmeren Fahrzeuge gehören und zum anderen diejenigen, die zur Gruppe der vom Fahrverbot betroffenen höher emittierenden Fahrzeuge gehören. Neben den Veränderungen der Verkehrsströme auf Hauptverkehrsstraßen wurden auch Effekte auf Nebenstraßen berücksichtigt. In der Bilanz ergeben sich nicht nur Veränderungen der Verkehrsströme in der unmittelbaren Umgebung der Verbotsstrecke, sondern auch großräumig im Straßennetz durch weiträumige Umfahrungen. Bei allen Szenarien treten auch Zunahmen der Verkehrsbelastungen im Nebennetz auf, die den Bemühungen um Verkehrsberuhigung entgegenstehen. Für die Mehrzahl der Straßen liegen die Zu- oder Abnahmen der Verkehrsmengen zwischen 25 und 250 Fahrzeuge pro Tag. Es gibt aber auch einige Straßenzügen, bei denen die Veränderungen 500 Fahrzeuge pro Tag übersteigen. Bezogen auf die gesamte Verkehrsmenge pro Tag liegen die Zu- und Abnahmen abschnittsbezogen in der Regel deutlich unter 10 %. Emissionsberechnung Die Ermittlung der Emissionen erfolgte für die Gruppen der vom Fahrverbot betroffenen und nicht betroffenen Fahrzeuge getrennt mit den jeweiligen Vorgaben der Szenarien für die Flottenzusammensetzungen. Die für beide Gruppen getrennt ermittelten Emissionen wurden abschnittsweise zu einer Gesamtemission aufsummiert. Die abschnittsbezogenen Emissionen für den Prognosenullfall 2020 und die 4 Szenarien sind für die ausgewählten Abschnitte (vgl. Tabelle 6) in Tabelle 7 aufgeführt. Es ist überwiegend eine deutliche Reduzierung der NO x -Emissionen zu beobachten. Die mittleren Emissionsminderungen liegen je nach Szenario zwischen 4,9 und 34,5 %. In den ausgewählten Abschnitten mit NO 2 -Grenzwertüberschreitung, für die die Wirkung streckenbezogener Fahrverbote ermittelt wurde, sinken die NO x -Emissionen für das reine Diesel-Pkw-Durchfahrtverbot (Szenario 1) um 7 bis gut 31 %, d.h. im Mittel um 14 %. Wird das Fahrverbot auf Diesel-Pkw mit Euro 6 a-c (Szenario 3) ausgedehnt, für die keine Anforderungen an die Real-Emissionen gelten, steigt die Emissionsminderung im Mittel auf gut 18 % mit einer maximalen Emissionsminderung um 32 %. Da jedoch bei diesem Szenario mehr als doppelt so viele Fahrzeuge vom Fahrverbot betroffen sind, entstehen größere Kapazitätsspielräume, die durch zulässige Fahrzeuge, u.a. auch durch Nutzfahrzeuge, aufgefüllt werden. Dies führt in einigen Straßenabschnitten wie der Brückenstraße dazu, dass die Emissionsminderungen bei Szenario 3 kleiner sind als bei Szenario 1. Die größte Wirkung erzielt Szenario 2 mit einem Fahrverbot für alle Dieselfahrzeuge bis einschließlich Euro 5. Hier liegen die Emissionsminderungen zwischen 22 % und 46 % bei einer mittleren Minderung von 35 %. Im Szenario 4, in dem nur Lkw bis einschließlich Euro V unter das Fahrverbot fallen, sind die Abnahmen deutlich geringer und im Abschnitt Dorotheenstraße nehmen die NO x -Emissionen sogar leicht zu. Wirkung auf die NO 2 -Belastung in Straßen Basis für die Berechnung der Gesamtbelastung ist die Berechnung der Immissionsbelastung in bebauten Straßen des Hauptstraßennetzes in Berlin für das Trend-Prognosejahr 2020. Für alle vier Szenarien wurde die Wirkung auf die lokale Zusatzbelastung im Abschnitt ermittelt. Die zur Berechnung der Gesamtbelastung benötigte Vorbelastung wurde unverändert aus den Berechnungen für das Prognosejahr 2020 übernommen. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse der vier berechneten Szenarien gibt die folgende Tabelle 8. Als wirksamstes Szenario erweist sich das Fahrverbot für alle Diesel-Fahrzeuge bis einschließlich Euro 5 / V (Szenario 2). Bis auf die Leipziger Straße wird an allen geprüften Streckenabschnitten der NO 2 -Grenzwerte von 40 µg/m³ eingehalten. An der Leipziger Straße zwischen Wilhelmstraße und Bundesratsgebäude kann der NO 2 -Werte von über 60 µg/m³ bei Anwendung des Fahrverbots für Diesel-Fahrzeuge bis einschließlich Euro 5 / V auf 45,5 µg/m³ im Jahresmittel gesenkt werden, zwischen Charlottenstraße und Friedrichstraße von 55,6 µg/m³ auf 41,7 µg/m³. Gleichzeitig steigt jedoch an der Invalidenstraße aufgrund des Ausweichverkehrs der prognostizierte NO 2 Jahresmittelwert von 39,4 µg/m³ auf 41,6 µg/m³ und an Turmstraße von 39,3 µg/m³ auf 41,2 µg/m³, was einer NO 2 -Grenzwertüberschreitung gleichkommt. Juristisch gilt der Grenzwert als eingehalten, wenn der ermittelte Jahresmittelwert unterhalb von 40,5 µg/m³ liegt. Ein Fahrverbot für Diesel-Pkw bis einschließlich Euro 5 (Szenario 1) sowie ein Fahrverbot für Diesel-Pkw bis einschließlich Euro 6c (Szenario 3) reicht hingegen für 11 bzw. 10 Straßenabschnitte nicht aus, um NO 2 -Werte von unter 40 µg/m³ zu gewährleisten. Zudem zeigt sich, dass durch diese Fahrverbote Verkehrsverlagerungen in die umliegenden Straßen dazu führen, dass an 5 bzw. 8 Straßenabschnitten, an denen ohne Fahrverbote die NO 2 -Werte unter 40 µg/m³ lagen, nun dort Werte über 40 µg/m³ prognostiziert werden. Ein Fahrverbot nur für schwere Nutzfahrzeuge über 3,5 Tonnen bis einschließlich Euro V (Szenario 4) an Streckenabschnitten, an denen laut Trend-Szenario für 2020 NO 2 -Werte über 40 µg/m³ vorhergesagt werden, führt zu der geringsten NO 2 -Reduzierung im Vergleich zu den 3 anderen Fahrverbotsszenarien. Zudem käme es aufgrund dieses Fahrverbots an der Invalidenstraße zu einer erstmaligen NO 2 -Überschreitung des Jahreswertes von 40 µg/m³, da vermehrt vom Fahrverbot betroffene Lkw diese Umfahrungsstrecke wählen würden. Neben der Minderung der NO 2 -Belastung in den Straßen mit Durchfahrtverboten führen jedoch die Ausweichverkehre an einigen Straßen auch zu neuen Überschreitungen des Jahresgrenzwertes von 40 µg/m³. Diese Abschnitte sind in der folgenden Tabelle 9 zusammengestellt. Für Abschnitte, bei denen neue Grenzwertüberschreitungen auftreten, müssen ebenfalls Maßnahmen zur Einhaltung des Luftqualitätsgrenzwertes ergriffen werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 174 |
| Europa | 3 |
| Kommune | 1 |
| Land | 120 |
| Weitere | 1 |
| Wissenschaft | 48 |
| Zivilgesellschaft | 5 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 2 |
| Förderprogramm | 103 |
| Text | 70 |
| unbekannt | 111 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 70 |
| Offen | 215 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 230 |
| Englisch | 74 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 6 |
| Datei | 56 |
| Dokument | 36 |
| Keine | 105 |
| Webseite | 160 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 220 |
| Lebewesen und Lebensräume | 238 |
| Luft | 279 |
| Mensch und Umwelt | 286 |
| Wasser | 217 |
| Weitere | 284 |