Das Projekt "DYMOS - Dynamische Modelle fuer die Smoganalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GMD-Forschungszentrum Informationstechnik GmbH, Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik durchgeführt. Ziel des DYMOS-Projekts ist die Entwicklung und Pilotanwendung von Software-Tools zur Modellierung und Simulation der Luftverschmutzung sowie die Tool-Implementierung auf HPC-Systemen. DYMOS unterstuetzt Nutzer in Umweltbehoerden und der Industrie in der operativen Entscheidungsfindung und strategischen Planung, dient als wissenschaftliche Basis fuer nationale und internationale Verordnungen und ermoeglicht in seiner zur Zeit in Entwicklung befindlichen Ausbaustufe Smogvorhersagen zur Information der Oeffentlichkeit (z.B. im lokalen Fernsehen). Gegenstand der Analysen sind Wintersmog (hohe Konzentration inerter Schadstoffe), Sommersmog (hohe Konzentration von Ozon und anderen Photooxidantien) und antigene Luftverschmutzung (hohe Konzentration von Substanzen mit antigenem Effekt auf das menschliche Immunsystem), aber auch bestimmte Einzelkomponenten (z.B. Schwermetalle, Benzol, radioaktive Substanzen). Die Komponenten des DYMOS-Systems sind parallel implementierte Simulationsmodelle (Meteorologie, Transport, Luftchemie), Datenbanken fuer Modelleingaben und Simulationsergebnisse und eine grafische Benutzeroberflaeche mit Datenvisualisierung im Raumbezug. Simulationen mit diesen komplexen meteorologischen und Luftchemiemodellen sind aeusserst rechenzeitintensiv. Um einem Nutzer Ergebnisse von Fallstudien in akzeptabler Zeit zu liefern oder um eine Smogprognose ueberhaupt zu ermoeglichen (Rechenzeit kleiner Simulationszeit), wurde das Simulationssystem parallelisiert. Da das Modellgebiet in Form eines dreidimensionalen Gitters vorliegt, bietet sich eine geometrische Zerlegung an. Aufgrund physikalischer Besonderheiten in der Vertikalen erfolgte die Parallelisierung durch eine Gitterpartitionierung des Modellgebiets in horizontaler Richtung. Aus den sequentiellen Programmen wurde eine Message-Passing-Version entwickelt, die prinzipiell auf jeden derzeit verfuegbaren Hochleistungs(parallel)rechner portiert werden kann. Das DYMOS-System wurde in seinen verschiedenen Ausbaustufen seit 1991 im Auftrag der Senatsverwaltung fuer Stadtentwicklung, Umweltschutz und Technologie Berlin fur Studien und Szenarioanalysen angewendet. Durch die Anwendung von DYMOS zur Simulation der Ozonproduktion in Berlin und Brandenburg fuer den Zeitraum der FLUMOB-Messkampagne (Juli 1994) des Berliner Senats und des Umweltministeriums Brandenburg konnte das DYMOS-System erfolgreich validiert werden. Im Auftrag von Greenpeace wurden mit Hilfe des DYMOS-Systems die Auswirkungen der Emissionen des Strassenverkehrs in Muenchen auf die Ozonkonzentration der Muenchener Region an einem typischen Hochsommertag analysiert.
Das Projekt "Datenerhebung für die Anwendung und Überprüfung von Modellen zur Stickstoffdynamik in Waldökosystemen und empfindlichen waldfreien Ökosystemen unter Berücksichtigung biologischer Prozesse und Indikatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Meteorologie und Klimaforschung durchgeführt. A) Derzeit werden Methoden zur dynamischen Modellierung des Stickstoffhaushaltes in Ökosystemen entwickelt. Es ist bereits jetzt abzusehen, dass die in einem geplanten Projekt (Beginn November 01) erhobenen Daten zum Einfluss von N auf den Humusstatus von Waldböden nicht ausreichen (z.B. hinsichtlich der N-Dynamik und Stofffreisetzungen im Mineralboden, räumliche Repräsentativität). Entsprechend den Ergebnissen der Critical Load Konferenz von Kopenhagen (1999) und den Empfehlungen der 17.Task Force on International Cooperative Programm (ICP) Mapping spielen biologische Indikatoren und Prozesse eine zunehmende Rolle bei der Bewertung von Wirkungen von Luftschadstoffen. B) Der Arbeitsplan der Arbeitsgruppe Wirkungen (WGE) sieht die Anwendung dynamischer Modelle für den Stickstoffhaushalt und die Wirkung eutrophierenden Stickstoffs im europäischen Maßstab vor. Dazu hat das National Focal Center (NFC) Deutschland einen nationalen Beitrag zu leisten. Auf der 17. Tagung der Task Force on ICP Mapping wurde dringender Bedarf zur Durchführung eines internationalen Workshops zu Stickstoff konstatiert. C) Ziel des Vorhabens ist die Erhebung von bodenchemischen Parametern in Abhängigkeit von Geologie/Pedologie sowie atmosphärischen Belastungen (vor allem Stickstoff) und Auswirkungen auf Biozönosen bzw. biologische Prozesse an ausgewählten Standorten sowie Auswertung bereits vorhandener Datenbestände zur Anwendung und Validierung dynamischer Modelle. Der Wissensstand hinsichtlich a) der Auswirkungen atmosphärischer Depositionen von N (und anderen Luftschadstoffen) auf bestimmte Aspekte der Erhaltung der Biodiversität sowie b) der Weiterentwicklung empirischer Critical Loads soll synoptisch erfasst werden. Für einen internationalen Stickstoffworkshop im Herbst 2002, der diesbezüglich den Wissensstand und den Forschungsbedarf reflektiert, sollen sowohl fachlich inhaltliche Beiträge in englischer Sprache als auch organisatorische Beiträge geleistet werden.
Das Projekt "Bewertung von Emissionsminderungsszenarien mittels dynamischer Modellierung, Ergaenzung der Dokumentation um die aktuellen, nationalen Beitraege Deutschlands zu UN/ECE Umweltbeobachtungsprogrammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ÖKO-Data durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Bewertung von Emissionsminderungsmassnahmen einzelner Luftschadstoffe unter dem Aspekt oekologisch langfristig wirkender Effekte dieser Schadstoffe. Das hier beschriebene Vorhaben ist ein Folgevorhaben zu dem 1999 begonnenen Vorhaben 29984214 'Stickstoffueberschuesse und Versauerungsstatus in Waldboeden mittels dynamischer Modellierung'. Das dynamische Modell SAFE soll fuer Deutschland in auszuwaehlenden sensitiven Oekosystemen eingesetzt werden. Die eutrophierende Wirkung von Stickstoffeintraegen und die wichtigsten Schwermetalle (Cd, Pb, Hg) sollen Gegenstand der Betrachtung sein. Auf der Basis verschiedener Prognoseszenarien, die im Zusammenhang mit den Emissionsminderungsszenarien der UN/ECE- und EU- Verhandlungen stehen, ist der zukuenftige Belastungszustand der zu betrachtenden Oekosysteme unter verschiedenen Eintragsbedingungen auszuweisen. Daraus abgeleitet sind Aussagen zur Regenerierungsfaehigkeit empfindlicher, schutzbeduerftiger Oekosysteme Deutschlands unter dem langzeitigen Einfluss von versauernden und eutrophierenden Luftschadstoffeintraegen sowie Schwermetallen im Vergleich zum unbelasteten frueheren Zustand zu treffen. Abschliessend soll bewertet werden, mit welcher Regelungstiefe ein Gleichgewichtszustand der Oekosysteme im Hinblick auf die zu betrachtenden Schadstoffe gewaehrleistet werden kann.