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Remote Sensing zur Emissionsmessung von Kfz

Der Bericht zum Projekt „Remote Sensing zur Emissionsmessung von Kfz“ fasst Ergebnisse der durchgeführten Remote Sensing Messungen an Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr zusammen. Die Ergebnisse zum Emissionsverhalten werden mit modellierten Daten verglichen und Weiterentwicklungsbedarf der Modelle vorgeschlagen. Hinweise zur Durchführung von Remote Sensing Messungen werden auf Basis der Erfahrungen im Projekt zusammengestellt, um zukünftige Messungen von Dritten zu erleichtern. Hierzu wurde auch ein separater Leitfaden erstellt. Weiterhin wurden im Projektbericht Ergebnisse von Ausbreitungsberechnungen dargestellt und diskutiert, die die Remote Sensing Messungen um eine weitere Perspektive ergänzen. Veröffentlicht in Texte | 62/2022.

Auswirkungen der verschiedenen NEC-Abschätzungen auf die Immissionen in Deutschland

Ziel des vom Umweltbundesamt vergebenen Projektes ist es, emissionsmindernde Maßnahmen zur Reduzierung der Feinstaubbelastung zu identifizieren, um die gegenwärtig noch auftretenden Überschreitungen der ⁠ PM10 ⁠-Grenzwerte und des geplanten PM2.5-Grenzwerts zukünftig zu vermeiden. Die immissionsseitigen Auswirkungen der geplanten Maßnahmen sollen mit Ausbreitungsrechnungen auf der Basis von Chemie-Aerosol-Transportmodellen bestimmt werden. Als Ausbreitungsmodell wird hauptsächlich das im Institut für Meteorologie der Freien Universität mit Unterstützung des Umweltbundesamts entwickelte REM-CALGRID-Modell verwendet. Veröffentlicht in Texte | 59/2013.

Weiterentwicklung ausgewählter methodischer Grundlagen der Schornsteinhöhenbestimmung und der Ausbreitungsrechnung nach TA Luft

Die Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (⁠ TA Luft ⁠) konkretisiert die Anforderungen, die bei der Genehmigung von industriellen und gewerblichen Anlagen unter dem Bundes-Immissionsschutzgesetz zu beachten sind. Ihre Neufassung trat am 1. Dezember 2021 in Kraft. Auf der Grundlage eines eigenen Forschungsvorhabens wurden dabei auch die Anforderungen der Nummer 5.5 zur Schornsteinhöhenbestimmung und des Anhangs 2 zur Ausbreitungsrechnung neu gefasst. Der Bericht enthält zu jedem der beiden Themenbereiche die wichtigsten Ergebnisse des Forschungsvorhabens, den Entwurf für eine Textfassung in der TA Luft (Stand 16. Juli 2018) sowie einen Vorschlag für ihre Kommentierung. Veröffentlicht in Texte | 144/2023.

Referenzimplementierung eines prognostischen mesoskaligen Windfeldmodells für die Ausbreitungsrechnung nach Anhang 3 der TA Luft zur Berücksichtigung von Geländeunebenheiten bei Steigungen über 1:5

Der Bericht stellt die neue Version eines prognostischen Windfeldmodells vor, die nach der Richtlinie VDI 3783 Blatt 7 erfolgreich für steiles Gelände evaluiert wurde. Aus einem wissenschaftlich verwendeten Modell wurde eine kostenfrei verfügbare Referenzimplementierung für die gutachterliche Anwendung entwickelt, die bei Anlagenstandorten im Gebirge die zuverlässige Berechnung von Windfeldern für die Immissionsprognose nach ⁠ TA Luft ⁠ erlaubt. Die Immissionsprognose ist in der Regel Voraussetzung für die Genehmigung einer Anlage nach § 4 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes und dient dem Nachweis, dass der Betrieb der Anlage keine Überschreitung von Immissionsgrenzwerten verursachen wird. Veröffentlicht in Texte | 45/2019.

Zeitliche Verteilung nationaler Emissionsdaten für Ausbreitungsrechnungen mit Chemie-Transportmodellen

Anthropogene Emissionen zählen zu den wesentlichen Treibern der atmosphären-chemischen Zusammensetzung und Luftverschmutzung. Um die genauen Auswirkungen anthropogener Emissionen analysieren zu können, werden Emissionsdaten in Emissionsinventaren zusammengefasst. Diese Emissionsdatensätze dienen als Grundlage für Chemie-Transport-Modelle (CTM), mit denen flächendeckende Luftschadstoffkonzentrationen für die Bewertung der Luftqualität und deren Entwicklung oder Szenarien für Strategien zur Minderung der Schadstoffbelastung berechnet werden können. Mittels Verteilfunktionen werden diese Gesamtemissionen sowohl räumlich als auch zeitlich verteilt. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde das Tool TeResE (Temporal Resolution of ⁠ Emission ⁠ data) zur zeitlichen Verteilung von Emissionsdaten entwickelt. Für räumlich verteilte Emissionen, die mit dem ⁠ UBA ⁠ Gridding Emission Tool for ArcGIS (Greta) räumlich verteilt werden, leitet das Tool regionalisierte, stündliche Faktoren (Splitting-Faktoren) ab. Diese Splitting-Faktoren hängen dynamisch von den jeweiligen räumlichen oder zeitlichen Bedingungen ab, z.B. unterscheiden sich verschiedene Jahre hinsichtlich der Meteorologie: Art, Ausprägung und Zeitpunkte der auftretenden Wetterlagen variieren sowohl räumlich wie auch von Jahr zu Jahr. Dies beeinflusst unmittelbar die zeitlichen Emissionsprofile der Quellgruppen wie z.B. der Landwirtschaft oder der Kleinfeuerungsanlagen. Andere wichtige Eingangsdaten sind z.B. stündliche Daten der Verkehrsstärken des Straßenverkehrs oder der aktuellen Energieabgabe von Kraftwerken. Das Tool erzeugt daraus Splitting-Faktoren für Stickstoffoxide, Feinstaub, Ammoniak, nicht-Methan Kohlenwasserstoffe, Schwefeldioxid und Kohlenmonoxid als Input für das am Umweltbundesamt betriebene Chemie-Transport-Modell REM-CALGRID. Veröffentlicht in Texte | 88/2023.

ArcGIS basierte Lösung zur detaillierten, deutschlandweiten Verteilung (Gridding) nationaler Emissionsjahreswerte auf Basis des Inventars zur Emissionsberichterstattung

Informationen zur räumlichen Verteilung von Emissionen sind für eine Vielzahl von Fragestellungen im Bereich der Luftreinhaltung von großer Bedeutung, z.B. im Rahmen der Erfüllung von internationalen Berichtspflichten, der Bereitstellung von Eingangsdaten für Ausbreitungsmodellierungen von Luftschadstoffen oder zur Visualisierung der räumlichen Verteilungsstruktur der Emissionen. Existierende Inventare beim ⁠ UBA ⁠ enthalten diese räumlichen Informationen entweder nicht (Emissionsinventar zur Emissionsberichterstattung differenziert nach NFR-Sektoren) oder bilden nur einen Teil der gesamten Emissionen ab (⁠ PRTR ⁠). Daher wurde eine ESRI ArcGIS-basierte Software entwickelt, die es dem UBA erlaubt, eigenständig und auf der Grundlage allgemein verfügbarer Informationen regelmäßig räumlich hoch aufgelöste Emissionsdatensätze zu generieren, d.h. eine flächenhafte Zuordnung der nur national verfügbaren quellgruppenspezifischen Emissionsdaten (nationale Jahreswerte) auf die gesamte Fläche der Bundesrepublik vorzunehmen. Die Software („Gridding-Tool“) wurde dem UBA zur Verfügung gestellt, so dass dort selbstständig Berechnungen und auch Modifikationen durchgeführt werden können. Die Software ist detailliert dokumentiert und erfüllt hohe Anforderungen an Flexibilität und Erweiterbarkeit. Veröffentlicht in Texte | 71/2016.

Regionalisierung stündlicher Niederschläge zur Modellierung der nassen Deposition 2

Ziel des Projektes war es, einen deutschlandweiten Niederschlagsdatensatz auf Basis einer im Vorgängerprojekt entwickelten und erprobten Methode zu erstellen.Im Ergebnis wurde ein solcher Datensatz auf einem Raster 1 km x 1 km für einen zehnjährigen Zeitraum (2006 bis 2015) mit einer geostatistischen Interpolation der Niederschlagshöhe und einer vorgeschalteten Indikatorinterpolation des Niederschlagsvorkommens berechnet. Aus dem Datensatz lassen sich die Niederschlagszeitreihen für beliebige Standorte in Deutschland extrahieren, die wiederum in der anlagenbezogenen Ausbreitungsrechnung nach TA-Luft zur Berücksichtigung des Prozesses der nassen ⁠ Deposition ⁠ verwendet werden können. Veröffentlicht in Texte | 69/2019.

Erweiterung des Programmsystems LASAIR für die Zwecke des Notfallschutzes im Bereich der Kernreaktor-Fernüberwachung - Vorhaben 3604S04457

Der vorliegende Bericht beschreibt die Arbeiten und Ergebnisse des BFS-Forschungsvorhabens Erweiterung des Programmsystems LASAIR für die Zwecke des Notfallschutzes im Bereich der Kernreaktor-Fernüberwachung (StSch 4457). Im Rahmen dieses Vorhabens wurde das Programmsystem LASAND konzipiert und realisiert, welches die Anwendung des Lagrangeschen Ausbreitungsmodells LASAT in Verbindung mit komplexer meteorologischer Modellierung auf der Basis eines diagnostischen Ansatzes für die Zwecke des Notfallschutzes erlaubt. Eine Voraussetzung für eine Ausbreitungsrechnung unter realistischen Bedingungen ist die Modellierung der Windfelder. Für das Programmsystem LASAND wurde ein Meteorologischer Präprozessor (MPP) entwickelt, der auf der Basis von Stationsdaten und Windfeldern aus dem Lokalmodell des Deutschen Wetterdienstes dreidimensionale Initialwindfelder für die Anwendung in einem diagnostischen Windmodells generiert. Im Rahmen dieses Prozesses werden Konsistenzprüfungen der bereitgestellten Daten und eine Datenassimilation durchgeführt. Der MPP kann für ebenes und gegliedertes Gelände, für einzelne oder geschachtelte Rechengitter und in verschiedenen Zeitmaßstäben angewendet werden. Das verwendete diagnostische Windfeldmodell aus dem Programmpaket LASAT erlaubt es außerdem den Einfluss von Gebäuden auf die lokalen Windverhältnisse zu berücksichtigen. Der MPP ist damit in der Lage dreidimensionale strukturierte Windfelder für Betrachtungen vom mikroskaligen Bereich (wenige Hundert Meter) bis hin zum mesoskaligen Bereich (einige Hundert Kilometer) bereitzustellen.

Weiterentwicklung des atmosphärischen Ausbreitungsmodells ARTM bezüglich weiterer Anwendungsbereiche, Windfeld- und Grenzschichtmodell, Dokumentation - Vorhaben 3616S72575

Dieser Bericht enthält die Ergebnisse des Vorhabens 3616S72575 “Weiterentwicklung des atmosphärischen Ausbreitungsmodels ARTM bezüglich weiterer Anwendungsbereiche, Windfeld- und Grenzschichtmodell, Dokumentation“. Im Vorhaben wurde zunächst der Stand von Wissenschaft und Technik bezüglich der atmosphärischen Ausbreitungsrechnung von Radionukliden zusammengetragen und dokumentiert. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen wurde ARTM angepasst und weiterentwickelt. Die in diesem Vorhaben erstellte ARTM Version 3.0.0 repräsentiert damit wieder den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik und schreibt diesen Stand fort.

Vergleich aktuell eingesetzter Modelle zur Beschreibung der atmosphärischen Ausbreitung radioaktiver Stoffe : Abschlussbericht zum Arbeitspaket AP5500 im Projekt A510 der Strahlenschutzkommission

Nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima im März 2011 führte die Strahlenschutzkommission (SSK) im Auftrag des BMU mehrere Projekte im Umfeld der mit der friedlichen Nutzung der Kernenergie in Deutschland verbundenen Risiken durch. Die Aufgabenstellung für die Arbeitsgruppe A510 („Erfahrungsrückfluss Fukushima“) bezog sich auf die nukleare Notfallvorsorge und Gefahrenabwehr. Zur Bearbeitung dieses Themas wurden sieben Teilbereiche und 42 Arbeitspakete eingerichtet. Der hier vorgelegte Abschlussbericht zum Arbeitspaket AP5500 befasst sich mit dem Themenkomplex Ausbreitungsmodelle, deren Ergebnisse eine wesentliche Grundlage bei der Ermittlung der radiologischen Lage im Ereignisfall bilden. Untersucht werden die Modelle, die aktuell im Rahmen des Notfallschutzes in Deutschland und in der Schweiz operationell eingesetzt werden (ABR, ADPIC, ARTM, LASAIR, LPDM, RODOS, SAFER). Die in diesem Bericht dokumentierten Ergebnisse bilden die Grundlage für das Thema Ausbreitungsrechnung in der SSK-Empfehlung zur „Weiterentwicklung des Notfallschutzes durch Umsetzen der Erfahrungen aus Fukushima“.

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