Unterstützende und ergänzende Modellierung im Rahmen des Smart Air Quality Networks

Ulrich Uhrner, Johannes Werhahn, Raphael Jakob Reifeltshammer, Andreas Philipp, Robert Kunde, Klaus Schäfer, Stefan Emeis

Research output: Contribution to conferencePoster

Abstract

Hintergrund und Ziele
Mit dem Forschungsprojekt SmartAQnet wird ein smarter Weg zur räumlichen und im Wesentlichen messwertgestützten
Bestimmung von Feinstaub untersucht und am Modellstandort Augsburg erprobt. Ein wesentlicher
Forschungsansatz ist die Erfassung und Zusammenführung unterschiedlicher Qualitäten von Feinstaubmesswerten
mit Fernerkundungsdaten und auch Modelldaten. Feinstaubmesswerte können hierbei von Bürgern (z. B. mit Ultra-
Low-Cost-Sensoren) bis hin zu offiziellen (präzisen) Messnetzen in die Datenarchitektur eingespeist werden.
Modellsimulationen werden dabei zur Netzwerkplanung, d.h. Platzierung von 50 Nephelometern und zur Planung
von Intensivmesskampagnen genutzt. Darüber hinaus soll mittels Erhebung der Emissionen und Luftgütesimulationen
im Verbund mit den zahlreichen Messungen ein hochaufgelöstes und nahezu lückenloses Abbild der Luftgüte
der Luftgütesituation erstellt werden. Letztendlich soll auch untersucht werden, ob der quell- und komponentenspezifische
Modellierungsansatz zur Nachkalibration der Messgeräte benutzt werden kann.
Methodik
Anhand von hochaufgelösten lokalen Verkehrs- und Kaminkehrer Daten (Brennstoff, Heizleistung) werden PMund
Vorläufergas-Emissionen zunächst auf Jahresbasis möglichst hochaufgelöst für den Raum Augsburg berechnet
und anhand von Messungen (Luftgütenetz und bis zu 50 Nephelometer) validiert. Unter Nutzung von Verkehrszählungen
(bis zu 300 Schleifen) sowie Lastprofilen von Heizkraftwerken sollen auch die Aktivitäten, d.h. die zeitliche
Freisetzung von Verkehrs- und Hausbrand Emissionen möglichst gut erfasst werden.
Die für die Ausbreitungsrechnungen benötigten Windfelder werden durch einen Multiskalen Ansatz Regional
Skala (WRF), urbane Skala (100 m Auflösung GRAMM) und letztendlich unter Berück-sichtigung von Gebäuden
(3 m Auflösung GRAL) berechnet. Auch ein lokaler Ansatz, d.h. Antrieb mittels lokaler Messungen wird
verfolgt und validiert.
Bei den Ausbreitungsrechnungen werden zwei Strategien zu Grunde gelegt, um die advehierten und sekundär
gebildeten PM Komponenten berücksichtigen zu können: 1) Berechnung der PM10- und PM2.5-Belastungen mittels
einem lokalen Ansatz und Beschreibung des Transport- und Sekundäraerosol dominierten Eintrags (Hintergrund)
mittels Messung bzw. 2) Berechnung mit einem gekoppelten Modellansatz Chemie-Transport und Dispersion
(WRF/Chem – GRAL).
Ergebnisse
Erste WRF-GRAMM Berechnungen für eine 1 Monats Winterperiode erbrachten sehr gute Ergebnisse für die
Windfeldsimulationen. Erste Berechnungen für den Jahresmittelwert für PM10 ergaben eine gute Übereinstimmung
mit den Messungen des amtlichen Luftgütemessnetzes.
Im weiteren Verlauf, sind Vergleiche mit den Nephelometer Daten sowie mobilen Messungen auf Fahrrädern und
zu Fuß geplant.
Original languageGerman
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Publication statusPublished - 2019
EventMeteorologentagung DACH 2019: DIE Fach- und Fortbildungstagung für Meteorologie im deutschsprachigen Raum - Kongresshaus, Garmisch-Partenkirchen, Garmisch-Partenkirchen, Germany
Duration: 18 Mar 201922 Mar 2019
https://www.dach2019.de/

Conference

ConferenceMeteorologentagung DACH 2019
Abbreviated titleDACH2019
CountryGermany
CityGarmisch-Partenkirchen
Period18/03/1922/03/19
Internet address

Fields of Expertise

  • Mobility & Production

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