bildstreifen

Emissions- und Luftschadstoffausbreitungsmodell

Zur Abschätzung der Auswirkungen des Verkehrsmanagement-Systems in Hefei auf Umwelt und Klima wurden ein Emissions- und Luftschadstoffausbreitungsmodell entwickelt.

Das  Emissionsmodell ermöglicht es, die Verkehrsemissionen (CO, CO2, NOX, SO2, VOC – Volatile Organic Compounds) aus dem Verkehrsfluss, der Geschwindigkeit, Beschleunigung und der Emissionscharakteristik der Fahrzeuge zu ermitteln. Der Transport, die Ausbreitung und chemische Umwandlung wird mittels eines Euler-Modells simuliert. Dieses Modell besteht aus einem meteorologischen Mesoskale-Modell in Verbindung mit einem Luftchemie- und Transport-Modell. Damit wird es möglich, die Auswirkungen der Luftverschmutzung sowie von Maßnahmen zur Verschmutzungsreduktion in der regionalen Umgebung (100 km) der Emissionsquellen abzuschätzen.

Das aktuelle Emissionsmodell ist geeignet, die oben aufgeführten Luftverschmutzungen

  • für die aktuelle Verkehrsbelastung
  • für die gesamte  Jahresverkehrsbelastung

zu ermitteln. In Verbindung mit dem Schadstoffausbreitungsmodell lassen sich die Umwelt- und klimatischen Auswirkungen der folgenden Szenarien untersuchen:

  • Einführung neuer (z.B. öffentlicher) Verkehrsmittel mit reduzierten Emissionen pro Passagier,
  • Austausch der Verkehrsflotte durch Fahrzeuge mit verbesserten Katalysatorsystemen,
  • Geschwindigkeitseinschränkungen auf unterschiedlichen Straßen.

Die folgenden Szenarien beeinflussen die Quelle-Ziel-Matrizen und lassen sich in Verbindung mit einer Verkehrsumlegung untersuchen:

  • Sozioökonomische Veränderungen,
  • Aufbau neuer Wohn- und Arbeitsgebiete mit Verkehrsanbindung,
  • Einrichtung von Umweltzonen für Fahrzeuge mit verminderten Emissionen.

Für die Simulation wurde ein Gebiet mit einer Ausdehnung von 100 km mal 100 km ausgewählt, das sowohl das Stadtgebiet als auch die Umgebung von Hefei abdeckt (s. Abbildung). Unterschiedliche Analysezeiträume werden für die Tests der Simulation ausgewählt.

Emission Grid Map

Abbildung: Darstellung des gewählten Simulationsgebietes (Quelle: FU Berlin)

In einem ersten Schritt werden Immissionssimulationen durchgeführt, die im Wesentlichen auf den Verkehrsemissionen und den Daten der großen Emittenten beruhen. Dies gestattet die Abschätzung der passiven Ausbreitung von SO2 und NOX in Hefei und Umgebung. Auf Grundlage dieser Simulationen lässt sich das BAU-Szenario unter dem Gesichtspunkt der SO2 und NOX Immissions-Charakteristik und deren Transport und Verteilung im Gebiet von Hefei untersuchen. Sowohl die chemische Umwandlung, als auch die Ozonentstehung erfordern wesentlich mehr Emissionsdaten, da die Luftchemie ein nichtlinearer Prozess ist, der stark von der Beziehung der NOX und VOC Emissionen abhängt.

Die Ergebnisse des Schadstoffausbreitungsmodells werden verwendet, um die Umweltfolgen der verkehrsbedingten Luftverschmutzungen abzuschätzen. Wegen der räumlichen Auflösung des Ausbreitungsmodells wird ein Raster von 500 m mal 500 m verwendet. Damit liefert das Modell ebenfalls Aussagen in welchem Maße die unterschiedlichen Regionen Hefeis von der Umweltverschmutzung betroffen sind. Auf der Grundlage unterschiedlicher Verkehrsmanagement-Szenarien werden die Umweltauswirkungen analysiert. Damit lassen sich beispielsweise sowohl die Auswirkungen der technischen Vor- und Nachteile von veränderten Verkehrsmitteln als auch neue Verkehrsmanagement-Technologien betrachten.