Luftqualitätsmodellierung



 Luftqualität NO<sub>2</sub> Bayern
zum Bild Luftqualität NO2 Bayern
Vorhersage für bodennahes NO2. Die Vorhersage wurde mit Hilfe des POLYPHEMUS/DLR Luftqualitätsprognose-modellsystems am 4.10.2010 für den 6.10.2010 erstellt.
Die Qualität der Atemluft spielt eine erhebliche Rolle für die Gesundheit der Bevölkerung. Eine Möglichkeit, relevante Schadstoffe in ihrer raum-zeitlichen Verteilung zu erfassen, ist durch systematische Messungen gegeben.

Diese sind jedoch lediglich für ein sehr kleines Gebiet, die aktuelle Anströmungsrichtung der Station, repräsentativ. Um eine Aussage über Schadstoffbelastungen ausgedehnter Gebieten in ihrer Gesamtheit zu treffen, ist es nötig Modelle einzusetzen. Diese sogenannten Chemie-Transport-Modelle (CTM) berücksichtigen sowohl die Stärke anthropogener und biogener Emissionen, deren Einmischung in die Atmosphäre, den Luftmassentransport und die chemische Interaktion aller betrachteten Substanzen. Mit Hilfe der CTMs ist es möglich, eine flächendeckende Prognose der Schadstoffbelastung zu generieren. Die Abbildung rechts zeigt eine Vorhersage des bodennahen NO2 für den 06.10.2010 um 15:00 Lokalzeit für Bayern. Erkennbar sind erhöhte NO2-Konzentrationen im Gebiet der Ballungszentren und der großen Verkehrswege.

Voraussetzung für die Vorhersage der Luftqualität ist die Kenntnis der Meteorologie. Hierzu wird in der Abteilung DFD-ATM täglich mit Hilfe des „Weather Research and Forecast model“ (WRF) eine Wettervorhersage für die kommenden drei Tage erstellt.

Sowohl die Wettervorhersage als auch die Vorhersagen der Luftqualität werden routinemäßig mit Messungen validiert. Abbildung unten zeigt einen Vergleich der vom CTM prognostizierten mit der an allen Münchener Stationen gemessenen NO2-Konzentration für den 1.-10. Oktober 2010. Die für diesen Vergleich herangezogenen Messstationen sind teilweise verkehrsnah platziert sind (um die ungünstigste Spitzenbelastung abzubilden), teilweise sind sie als repräsentativ für den städtischen Hintergrund anzusehen. Daher bildet die Gesamtheit der Messdaten den blau gekennzeichneten Bereich ab, das Modell ist durch die rote Linie repräsentiert, die sich eher am städtischen Hintergrund orientiert.

Zur Verbesserung einer Prognose ist es nötig, den aktuellen Zustand der Atmosphäre möglichst exakt abzubilden. Daher finden in DFD-ATM derzeit Arbeiten zur Assimilation von satellitenbasierten Luftqualitätsdaten in die bestehenden Luftqualitätsmodelle statt.

Genutzt werden die in DFD-ATM generierten Produkte in folgenden laufenden und zukünftigen Projekten: LMU-DLR-Kooperationsthema „Bayerisches Gesundheitswetter“, dem am DLR geleiteten FP7-Projekt PASODOBLE (GMES-Downstream Service für Luftqualität) und dem GAF-DLR-T-Systems-Gemeinschaftsprojekt „obsAIRve“ (GMES-Downstream Service für Luftqualität).

 Luftqualität NO<sub>2</sub> Modell München
zum Bild Luftqualität NO2 Modell München
Vorhersage von bodennahem NO2 (POLYPHEMUS/DLR, rote Linie) verglichen mit Münchener Luftmessstationen (blau). Da die Stationen sowohl den städtischen Hintergrund als auch verkehrsbedingte Spitzenbelastungen abbilden, wird die Gesamtheit der Messungen als Bereich abgebildet.

Kontakt
Dr.rer.nat. Julian Meyer-Arnek
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
, Atmosphäre
Tel: +49 8153 28-1324

Fax: +49 8153 28-1363
URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/eoc/desktopdefault.aspx/tabid-5451/11782_read-27718/