Verkehr auf Straßen, Schienen und Wasserwegen verursacht vielfältige Umweltbeeinträchtigungen. Allein die notwendige Infrastruktur verbraucht Flächen, führt zu einer Beeinträchtigung des Landschaftsbilds und hat Auswirkungen auf das lokale Klima, die Qualität der Böden und des Grundwassers. Der Verkehr selbst führt hauptsächlich zu einer Belastung der Luft durch schädliche Luftbeimengungen (Abgase und Feinstaub) sowie zu Lärm. Luftschadstoffe und Lärm breiten sich in der Atmosphäre aus, wobei die meteorologischen Bedingungen, vor allem die lokalen und regionalen Luftströmungen und die Temperaturschichtung, für die Ausbreitung eine wichtige Rolle spielen. Die meteorologischen Bedingungen werden ihrerseits von den topografischen Bedingungen im Umfeld der Verkehrswege beeinflusst. Hohe Luft- und Lärmimmissionen beeinträchtigen die Lebensqualität der Bevölkerung. Beide können die Gesundheit schädigen und zu erheblichen Belästigungen führen. Dies kann sich in der Zukunft noch verschlimmern, da das Verkehrsaufkommen weiter anwächst.
Maßnahmen zur Verminderung der Umweltbelastungen des Verkehrs müssen durch wissenschaftlich abgesicherte Prognoseverfahren gestützt werden. Hierfür ist es notwendig mathematisch-physikalische bzw. luftchemische Modelle zu entwickeln und anzuwenden, welche die Prozesse des Schadstofftransports und der Schadstoffumwandlung in der Atmosphäre beschreiben. Das gleiche gilt für die Ausbreitung von Schallwellen, die den Verkehrslärm durch die Atmosphäre in die Umgebung tragen. Solche Modelle sind an mikro- und mesoskalige meteorologische Modelle zu koppeln, um auch den Einfluss der lokalen und regionalen Topografie auf die Atmosphäre zu berücksichtigen. Eine ganzheitlich Betrachtung von Luftqualität und Lärm und ihren Auswirkungen auf die Menschen ist vor allem dann notwendig, wenn verkehrspolitische Maßnahmen zu konkurrierenden Auswirkungen führen, z.B. geringere Luftbelastung bei höherem Lärm bei einer Verlagerung von Güterverkehr von der Straße auf die Schiene.