Modellstudien zur Luftqualität

Zur Suche nach effektiven und Kosten sparenden Möglichkeiten zur Einhaltung bestehender und zukünftiger Grenzwerte für gasförmige Luftbeimengungen und Partikel unterschiedlicher Größe ist den Einsatz von Modellen unabdingbar. Nach den bisherigen guten Erfahrungen bei der Zusammenarbeit mit dem Sächsischen Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft und dem Umweltbundesamt wird die Abteilung Modellierung auch weiterhin auf diesem Gebiet national und international tätig sein.

Abb. 1: Modellierte Massenkonzentrationen von PM2.5 [µm/m3] für Europa (links) und Sachsen (rechts).

Beispiele für regionale Untersuchungen mit COSMO-MUSCAT sind folgende Projekte:

  • Die Untersuchung der Partikelmassezunahme durch die sekundäre Bildung von Ammoniumsulfat und -nitrat, verursacht durch SO2- und NOx-Emissionen aus Großfeuerungsanlagen, die direkt über die Kühltürme abgeleitet werden.
  • Die Abschätzung des Einflusses erhöhter NH3-Konzentrationen vor allem aus der Landwirtschaft auf die Partikelmassebildung (AMMONISAX).

Zur Modellierungen auf der lokalen Skala wurde ein Aerosol-Ausbreitungsmodell entwickelt, welches die Emission, die atmosphärische Neubildung, den Transport und eine mögliche Deposition von Partikeln in städtischen Wohnquartieren beschreiben kann. Das Modell basiert auf dem Atmosphärenmodell ASAM (All Scale Atmospheric Model), dessen dynamischer Kern für Anwendungen vom mikroskaligen bis zum globalen Maßstab eingesetzt werden kann und das in einem kartesischen Gitter mit angeschnittenen Zellen für die Darstellung von Orographie und Hindernissen realisiert wurde. Langfristig soll mit diesem Ausbreitungsmodell die Belastung der Einwohner durch ultrafeine Partikel in verschiedenen Stadtstrukturen besser vorhergesagt werden. Diese Ergebnisse wären von hohem Interesse für zukünftige epidemiologische Studien an Atemwegserkrankungen und auch beim vorbeugenden Immissionsschutz in der Stadtentwicklung.