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Consideration of methane emissions in the modelling of ozone concentrations in chemical transport models

Methan ist ein besonders wirksames Treibhausgas sowie ein Vorläufer von bodennahem Ozon, einem Schadstoff, der die menschliche Gesundheit und Ökosysteme belastet. Die Methankonzentrationen sind derzeit etwa dreimal höher als in vorindustriellen Zeiten und steigen weiter an. Eine genaue Abschätzung der Folgen erfordert hochwertige Modellierungswerkzeuge und gute Emissionsdaten. Wir haben die Behandlung von Methan in einer Auswahl von repräsentativen und verbreitet benutzten Modellen untersucht. Drei Modellen im regionalen Maßstab und einem Modell im globalen Maßstab wurden ausgewählt, mit einem besonderen Fokus darauf, wie die Behandlung von Methan die Ozonproduktion beeinflusst. Die weltweiten Methanemissionen, insbesondere aus natürlichen Quellen, sind nach wie vor mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Die hier untersuchten Modelle stützen sich nur begrenzt auf Methanemissionsdaten, sondern passen die modellierten Methankonzentrationen so an, dass sie mit den Beobachtungen übereinstimmen. Aufgrund der relativ langen Lebensdauer von Ozon in der Troposphäre müssen alle Modelle Informationen über die Ozonproduktion aus Methan im globalen Maßstab enthalten. Basierend auf vorhandenen Modelldatensätzen haben wir den Beitrag von Methan zum jährlichen durchschnittlichen bodennahen Ozon in Deutschland auf 20 ÎÌg/m3 quantifiziert, wobei nur 3,2 ÎÌg/m3 davon auf die Oxidation von Methan im europäischen Raum zurückzuführen sind. Zukünftige Arbeiten sollten sich auf den Vergleich alternativer Methoden zur Quellenzuordnung von Ozon konzentrieren, einschließlich des Beitrags verschiedener Ozonvorläufer zu politisch relevanten Expositionsmetriken. Bei der Simulation von bodennahem Ozon bestehen weiterhin große Unterschiede zwischen den Modellen. Ein besseres Verständnis dieser Unterschiede ist für eine genauere Simulation von bodennahem Ozon weiterhin erforderlich. Quelle: Forschungsbericht

KLENOS - Einfluss einer Änderung der Energiepolitik und des Klimas auf die Luftqualität sowie Konsequenzen für die Einhaltung von Immissionsgrenzwerten und Prüfung weitergehender emissionsmindernder Maßnahmen

High concentrations of air pollutants, especially particulate Matter (PM10) and ground-level ozone, are known for their negative impacts on human health and in the case of ozone even on vegetation. As a member of the European Union, the Federal Republic of Germany is responsible for ensuring the compliance of immission limits according to the Directive on Ambient Air Quality and Clean Air for Europe (2008/50/EG) and the 39th Ordinance for Implementing the Federal Immission Control Act. To intervene at an early stage with emission-reducing measures an estimation of future air quality is required. Changes of meteorological parameters associated with climate change and political decisions that affect the emissions of conventional pollutants have a considerable impact on future air quality. Thus, both factors directly affect the compliance of applicable immission limit values in future. The importance of these factors on the development of air pollution, as well as their coupled impacts, can only be investigated with an analysis of appropriate climate change and emission scenarios. The aim of this research and development project KLENOS is to quantify the impacts of climate change and energy policy change on air quality with a scenario approach. It involves the implementation of regional climate and subsequent chemical transport simulations. A further objective is the identification of typical weather types, which are related to the exceedance of limit values for PM10 and ozone. Based on long climate simulations future frequency of these typical weather types and therefore future tendencies of the exceedance of limit values for PM10 and ozone can be estimated.<BR>Quelle: Forschungsbericht

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