This dataset provides data from various air quality sensors at a floating platform of the Federal Institute of Hydrology at the river bank of the Rhine in Koblenz, Germany. The data was collected as part of the mFUND project "REIN" which investigated the suitability of low-cost sensors for the determination of ship emissions with high spatial and temporal resolution. Measurement data involves various pollutants, including nitrogen oxides (NO, NO2), carbon dioxde (CO2) and particulate matter (particle number concentration, mass concentration, size distribution, ultrafine particles, black carbon concentration). Averaged data is provided at 1 minute and 1 hour temporal resolution and covers both low-cost and standard instruments. The dataset is related to the publication "Applicability of compact low- and mid-cost sensors to monitor air pollutant emissions from in-land ships".
This dataset provides air quality data from parallel on-board and onshore measurements of ship exhaust emissions as well as data from a simulation (with the large-eddy model PALM) at the Dortmund-Ems canal in Germany. Measurement data involves various pollutants, including nitrogen oxides (NO, NO2), carbon dioxde (CO2) and particulate matter (particle number concentration, mass concentration, size distribution, ultrafine particles, black carbon concentration). The dataset is related to the publication "Connecting inland ship emissions from on-board sampling, onshore measurements and large-eddy simulations".
<p> <p>Pkw und Lkw sind effizienter geworden. Seit 1995 sanken die kilometerbezogenen direkten Emissionen des Treibhausgases CO₂ bei Pkw um knapp 14,8 %, bei Lkw um 10,3 %. Weil aber mehr Lkw unterwegs sind, sind die gesamten direkten CO₂-Emissionen im Straßengüterverkehr heute noch um 12,7 % höher als 1995, tendenziell jedoch seit einigen Jahren leicht rückläufig.</p> </p><p>Pkw und Lkw sind effizienter geworden. Seit 1995 sanken die kilometerbezogenen direkten Emissionen des Treibhausgases CO₂ bei Pkw um knapp 14,8 %, bei Lkw um 10,3 %. Weil aber mehr Lkw unterwegs sind, sind die gesamten direkten CO₂-Emissionen im Straßengüterverkehr heute noch um 12,7 % höher als 1995, tendenziell jedoch seit einigen Jahren leicht rückläufig.</p><p> Verkehr belastet Luft und Klima - Minderungsziele der Bundesregierung <p>Deutschland hat sich mit dem Bundes-Klimaschutzgesetz das Ziel gesetzt, die deutschen Treibhausgasemissionen bis 2030 um 65 % gegenüber 1990 zu mindern und will 2045 die Klimaneutralität erreichen (siehe „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11219">Treibhausgasminderungsziele Deutschlands</a>“). Auch der Verkehrssektor muss dafür seinen Beitrag leisten.</p> <p>Während die Treibhausgasemissionen in Deutschland seit 1990 stark gesunken sind, gab es im Verkehrssektor bisher kaum eine Verbesserung. Der Anteil des Verkehrs an den Gesamtemissionen ist seit 1990 von 13,1 % auf etwa 22,3 % im Jahr 2024 gestiegen. Das lag vor allem am stetig wachsenden Straßengüterverkehr, dem Motorisierten Individualverkehr und dem zunehmenden Absatz von Dieselkraftstoff (siehe Abb. „Anteil des Verkehrs an den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen in Deutschland“).</p> <p>2024 verursachte der Verkehr 36 % der Emissionen von Stickstoffoxiden in die Luft (siehe Abb. „Anteil des Verkehrs an den Stickoxidemissionen (NOx) in Deutschland“). Der Anteil an den Feinstaubemissionen lag 2024 bei 20 %. Absolut betrachtet sind die Partikelemissionen des Verkehrs seit 1995 um rund 60 % gesunken (siehe Abb. „Anteil des Verkehrs an den Partikelemissionen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm10">PM10</a>) in Deutschland“). Hauptverursacher ist jeweils der motorisierte Straßenverkehr. Besonders in Ballungsräumen ist die Luft stark mit Stickstoffdioxid belastet (siehe „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11137">Luftbelastung in Ballungsräumen</a>“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_THG_2026-04-28.png"> </a> <strong> Anteil des Verkehrs an den Treibhausgas-Emissionen in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_THG_2026-04-28.png">Bild herunterladen</a> (235,68 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_THG_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (71,02 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_THG_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (38,16 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_NOx_2026-04-28.png"> </a> <strong> Anteil des Verkehrs an den Stickoxidemissionen (NOx) in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_NOx_2026-04-28.png">Bild herunterladen</a> (152,92 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_NOx_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (39,75 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_NOx_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (32,67 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_Partikel_2026-04-28.png"> </a> <strong> Anteil des Verkehrs an den Partikelemissionen (PM10) in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_Partikel_2026-04-28.png">Bild herunterladen</a> (223,67 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_Partikel_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (40,20 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Anteil%20Verkehrsemissionen_Partikel_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (35,88 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> <p>Gemäß der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/118000">Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und dem Kyoto-Protokoll</a> werden die Emissionen aus dem internationalen Luftverkehr und dem internationalen Seeverkehr nur nachrichtlich im Treibhausgasinventar dargestellt. Sie werden nicht in die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Bilanzen und in die vorherigen Ausführungen einbezogen. Die Emissionen für die Berichterstattung werden auf Basis der nationalen Kraftstoffabsätze berechnet. Die Daten zu den im Folgenden erläuterten spezifischen Emissionen beruhen auf dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr-laerm/emissionsdaten">Emissions- und Rechenmodell TREMOD</a>, bei dem die Emissionen mithilfe von Fahrleistungen kalkuliert werden. Aufgrund verschiedener Abgrenzungen (Grauimporte, Biokraftstoffe) sind diese Zahlen nicht eins zu eins miteinander vergleichbar.</p> </p><p> Pkw fahren heute klima- und umweltverträglicher <p>Im Schnitt belasten Pkw pro gefahrenen Kilometer heute Umwelt und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> weniger als in der Vergangenheit. Das hat folgende Gründe: der Gesetzgeber hat stufenweise die Abgasvorschriften für neu zugelassene Pkw verschärft, woraufhin Autohersteller ihre Motoren und Abgastechnik verbesserten. Weiterhin verpflichtete er dazu, die Qualität der in Verkehr gebrachten Kraftstoffe zu verbessern und die E-mobilität zu fördern (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr/emissionsstandards/pkw-leichte-nutzfahrzeuge#die-europaische-co2-gesetzgebung">Pkw und leichte Nutzfahrzeuge</a>). Die Folge ist, dass die spezifischen Emissionen an Luftschadstoffen und des Treibhausgases CO2 pro Kilometer gegenüber 1995 gesunken sind (siehe Abb. „Spezifische Emissionen Pkw“). </p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/5_Abb_Spezifische-Emissionen-Pkw_2026-04-28.png"> </a> <strong> Spezifische Emissionen Pkw (Emissionen Pkw / Verkehrsleistung Pkw) </strong> Quelle: Umweltbundesamt / TREMOD Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Spezifische-Emissionen-Pkw_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF (45,60 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Spezifische-Emissionen-Pkw_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (45,62 kB)</a></li> </ul> </p><p> Das Mehr an Pkw-Verkehr hebt den Fortschritt auf <p>Das Mehr an Verkehr hebt jedoch die bislang erreichten Verbesserungen im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>- und Umweltschutz zum Teil wieder auf. So hat die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/fahrleistung">Fahrleistung</a> der Pkw zwischen 1995 und 2019 um etwa 21 % zugenommen, auch 2023 lag die Fahrleistung noch ca. 7,5 % über dem Wert von 1995 (siehe auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11166">„Fahrleistungen, Verkehrsleistung und Modal Split“</a>, Abb. „Gesamtfahrleistungen nach Kraftfahrzeugarten).</p> <p>Obwohl die kilometerbezogenen CO2-Emissionen seit 1995 gesunken sind, haben sich die gesamten CO2-Emissionen des Pkw-Verkehrs bis 2019 erhöht. Neben steigenden Fahrleistungen ist auch der Trend zu größeren und schwereren Fahrzeugen ein Grund für die Zunahme der CO2-Emissionen. Pandemiebedingt sanken die gesamten direkten CO2-Emissionen, aktuell liegen sie nur leicht über dem Pandemieniveau von 2020.</p> <p>Die Umwelt- und Klimaentlastung im Personenverkehr kann letztlich nicht allein durch technische Verbesserungen am Fahrzeug oder alternative Antriebe erreicht werden. Diese Herausforderung kann nur in Kombination mit Maßnahmen wie einer Erhöhung der Verkehrseffizienz, einer sinkenden Verkehrsnachfrage oder einer veränderten Verkehrsmittelwahl gelöst werden (siehe auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/74472">Klimaschutz im Verkehr</a> sowie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/108604">Suffizienz im Verkehr).</a></p> </p><p> Straßengüterverkehr <p>Im Lkw-Verkehr sind die spezifischen Emissionen der Luftschadstoffe pro Kilometer seit 1995 durch bessere Motoren, Abgastechnik und eine bessere Kraftstoffqualität gesunken. Die spezifischen CO2-Emissionen verringerten sich um 10,3 % im Vergleich zum Ausgangsniveau (siehe Abb. „Spezifische Emissionen Lkw“). Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/fahrleistung">Fahrleistung</a> der Lkw ist zwischen 1995 und 2024 von 47,8 Milliarden Kilometer auf 60,1 Milliarden Kilometer gestiegen.</p> <p>In Bezug auf die Gesamtemissionen des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11166">Straßengüterverkehrs</a> zeigt sich auch hier, dass die technisch bedingten Emissionsrückgänge je Kilometer aufgrund der gestiegenen Fahrleistung zum Teil wieder ausgeglichen wurden. Bei den CO2-Emissionen wurde die Einsparung sogar überkompensiert. Die absoluten CO2-Emissionen im Betrieb des Straßengüterverkehrs erhöhten sich zwischen 1995 und 2024 trotz technischer Verbesserungen um 12,7 %.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/6_Abb_Spezifische-Emissionen-Lkw_2026-04-28.png"> </a> <strong> Spezifische Emissionen Lkw (Emissionen Lkw / Verkehrsleistung Lkw) </strong> Quelle: Umweltbundesamt / TREMOD Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Spezifische-Emissionen-Lkw_2026-04-28.pdf">Diagramm als PDF (40,66 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Spezifische-Emissionen-Lkw_2026-04-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (46,73 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
During the BALTIC'15 campaign in August 2015 over the Southern Baltic Sea, measurements of chemical composition and vacuum-aerodynamic diameter of individual aerosol particles were conducted by the Aircraft-based laser ablation aerosol mass spectrometer (ALABAMA) operated by the Max Planck Institute for Chemistry (Particle Chemistry Department). Measurements were performed on board the Alfred Wegener Institute research aircraft Polar 5. Four research flights were conducted:
- Scientific flight 1 (SF1) on August 26, 2015
- Scientific flight 2 (SF2) on August 28, 2015
- Scientific flight 3 (SF3) on August 28, 2015
- Scientific flight 5 (SF4) on August 30, 2015.
The data set contains sampling time, location, identified particle types, and particle size (if available). For detailed information on data processing and particle type characterization, please refer to the publication by Zanatta et al. (2019) or contact the authors: Franziska Köllner (f.koellner@mpic.de) and Johannes Schneider (Johannes.schneider@mpic.de).
In einer Forschungskooperation mit dem Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme der Universität Duisburg-Essen wird eine Software (BinEm) entwickelt, die mithilfe der Messung von Luftschadstoffen auf Binnenschiffen unter realen Betriebsbedingungen kalibriert und validiert werden soll.
Aufgabenstellung und Ziel
Die Schifffahrt soll nach Vorgaben der EU bis zum Jahr 2050 klimaneutral werden. Zur zwischenzeitlichen Reduktion der Treibhausgas- und Schadstoffemissionen werden verschiedene Technologien (z. B. Abgasreinigung) eingesetzt. Um den Einfluss von neuen Technologien auf die Schiffsemissionen abschätzen zu können, sind realistische Angaben zu den emittierten Schadstoffen durch die Binnenschifffahrt notwendig. Die bisher veröffentlichten Emissionsdaten, die der Binnenschifffahrt zugerechnet werden, basieren auf Modellen mit vielen Annahmen, die die Betriebsparameter im realen Einsatz sehr vereinfacht abschätzen. Aus diesem Grund wurde im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsvorhabens der BAW und der Universität DuisburgEssen ein Verfahren zur Berechnung der Binnenschiffsemissionen entwickelt.
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Mit der im Rahmen der Forschungskooperation mit dem Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme (ISMT) entwickelten Software können Emissionen der Binnenschifffahrt für beliebige Regionen und Schiffsflotten modelliert werden. Damit steht der BAW eine Methode zur Verfügung, die es ermöglicht, den Anteil der Binnenschifffahrt an den Luftschadstoffen abzubilden und den Erfolg von Emissionsminderungsmaßnahmen zu bewerten. Auf Basis dieser Ergebnisse können Entscheidungsträger im BMDV und in der GDWS erfolgversprechende Maßnahmen zur Minderung von Binnenschiffsemissionen gezielt ableiten, geltende Vorschriften anpassen oder neue erlassen.
Untersuchungsmethoden
Das entwickelte Verfahren besteht aus mehreren Modulen. Zunächst wird der Schiffswiderstand in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit über Grund und der Strömung berechnet (Noß und Kossmann 2021). In dem aktuellen Verfahren wird nun auch der zusätzliche Widerstand bei Kurvendrift berücksichtigt. Hierfür greift das Programm auf einen äquivalenten Geradeauswiderstand zurück und addiert in Abhängigkeit des Driftwinkels einen in einer Datenbank hinterlegten Beiwert für den zusätzlichen Widerstand durch Schräganströmung. Anschließend werden der Gütegrad der Propulsion und die Propellerdrehleistung ermittelt. Mithilfe charakteristischer Propellerfreifahrtdiagramme und Motorenkennfelder sowie leistungsbezogener Faktoren werden final der Kraftstoffverbrauch und die Schiffsemissionen berechnet (Noß und Kossmann 2022). Die Spannweite an Schiffs- und Motorenparametern ist sehr groß. Basierend auf Simulations- und Modellversuchsergebnissen charakteristischer Schiffe (Noß und Kossmann 2021, 2022; Kossmann und Wierczoch 2022) wurden einzelne Widerstandsbeiwerte und der Gütegrad der Propulsion in Abhängigkeit von Schiffsgeschwindigkeit und Wassertiefenverhältnis zu Abladetiefenverhältnis berechnet. Der für die Propulsion verwendete Propeller ähnelt in seiner Geometrie einem charakteristischen Binnenschiffs-Düsen-Propeller. In Abhängigkeit von der berechneten Propulsions- bzw. Bremsleistung, der Schiffsgröße und der Anzahl der Propeller wählt das Verfahren einen passenden Motor in einer Datenbank aus. Diese beinhaltet für schnelllaufende Dieselmotoren mit Leistungen zwischen 400 und 1200 kW Daten zur Motorleistung, Drehzahl und zum spezifischen Kraftstoffverbrauch. Der gewählte Ansatz ist für den Großteil der Flotte sowie Betriebspunkte während einer typischen Streckenfahrt anwendbar. Situationen wie Ausweichmanöver, Ausweichmanöver, Schleusenfahrten oder An- und Ablegemanöver lassen sich mit diesem Ansatz jedoch nicht abbilden.