Modellierung der regionalen und städtischen Luftqualität

Zur Beschreibung der komplexen atmosphärischen Vorgänge werden dreidimensionale Modellsysteme verschiedener Komplexität entwickelt, überprüft und auf unterschiedlichen Modellskalen angewendet. Dabei werden sowohl wissenschaftliche Probleme als auch  Fragen zur Luftqualität im legislativen Bereich bearbeitet. Bei der Suche nach effektiven und Kosten sparenden Möglichkeiten zur Einhaltung bestehender und zukünftiger nationaler und europäischer Grenzwerte für gasförmige Luftbeimengungen und Partikel unterschiedlicher Größe ist der Einsatz von Modellen unverzichtbar. Hierfür wird das am TROPOS entwickelte Modellsystem COSMO-MUSCAT eingesetzt, das in unterschiedlichen Prozessstudien und internationalen Modellvergleichen evaluiert wurde. In mehreren Projekten wird die Dynamik primärer und sekundärer Aerosolpartikel simuliert und deren Rückkopplungseffekte auf die Strahlung untersucht. Ein Beispiel dafür ist die Bildung von Partikeln verursacht durch Ammoniak-Emissionen bei der Tierhaltung und in der Landwirtschaft. Außerdem werden mit dem ebenfalls am TROPOIS entwickelten Modell ASAM (All Scale Atmospheric Model) mikroskalige, gebäudeauflösende Modellsimulationen zum Zwecke der Validierung und weiterführenden Auswertung von Feinstaubmessungen im städtischen Bereich durchgeführt.  

  • Prozentualer Anteil der sekundär gebildeten Partikelmasse an der Gesamtmasse für den Oktober 2006: Der in der Atmosphäre beobachtete Feinstaub wird zum Teil direkt emittier. Er kann aber auch aus gasförmigen Vorläufersubstanzen gebildet werden. Dieser sogenannte sekundäre Anteil hängt von den lokalen Gegebenheiten ab und kann zeitlich stark variieren. Ouelle: Ralf Wolke/TROPOS

  • Vergleich der mittleren PM10-Konzentrationen für unterschiedliche Modellkonfigurationen: Meteorologischer Antrieb durch Modell-Nestung (links) und mit Reanalyse-Daten (rechts). Ouelle: Ralf Wolke/TROPOS