Die genaue Vorhersage der räumlichen Verteilung von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit im Inneren von Gebäuden sowie in Passagierkabinen von Flugzeugen, Bahnen, Reisebussen und Personenkraftwagen ist für die Gesundheit und das Wohlbefinden von Menschen sowie für den sparsamen Einsatz von Energie zum Heizen und Klimatisieren von entscheidender Bedeutung. Obwohl die Strömungsmechanik bei der Erforschung dieser Strömungen - den sogenannten Raumluftströmungen - sowohl in experimenteller als auch in numerischer Hinsicht in den vergangenen zehn Jahren große Fortschritte erzielt hat, ist es bis heute noch nicht möglich, Strukturbildungsprozesse in diesen Strömungen auf räumlichen Skalen von mehreren Metern und auf zeitlichen Skalen von mehreren Stunden mit hinreichender Genauigkeit vorherzusagen. Die physikalische Ursache für diese Schwierigkeit liegt darin begründet, dass es sich hierbei um eine Überlagerung von erzwungener und natürlicher thermischer turbulenter Konvektion handelt, die als gemischte Konvektion oder Mischkonvektion bezeichnet wird. Dieser Strömungstyp ist im Gegensatz zu rein erzwungener oder rein thermischer Konvektion notorisch schwer vorherzusagen. Das Ziel des vorliegenden Projektes besteht darin, den Mangel an Wissen über Strukturbildungsprozesse in gemischter turbulenter Konvektion zu überwinden, wobei sich die untersuchte Geometrie an Fragestellungen der Raumluftströmung orientiert. Nachdem der Antragsteller im Rahmen des von 2007 bis 2012 laufenden DFG- Antrages Strukturbildung turbulenter Mischkonvektion in Räumen und Passagierkabinen erstmalig die Machbarkeit einer realitätsgetreuen Nachbildung von Raumluftströmungen in einem verkleinerten Modellmaßstab von 1 zu 10 durch Verwendung des Gases Schwefelhexafluorid bei 5 bar nachgewiesen hat, steht die im Paketantrag errichtete Versuchsanlage SCALEX nunmehr für umfassende experimentelle Untersuchungen zur Verfügung. Aufbauend auf den im Paketantrag geleisteten Vorarbeiten besteht das spezielle Ziel des vorliegenden Projektes in der experimentellen Analyse dreier Strukturbildungsaspekte turbulenter Mischkonvektion für eine bislang in keinem Laborexperiment erreichte Breite des Parameterbereiches von Reynolds- und Rayleighzahlen. Hierzu sollen in einem ersten Schritt räumliche Symmetriebrechungsprozesse, in einem zweiten Schritt Hystereseprozesse und in einem dritten Schritt zeitabhängige Strukturwandlungen erforscht werden. Obwohl das Projekt erkenntnisorientiert ist und nicht der Lösung konkreter Raumluftströmungsprobleme dient, ist die untersuchte Geometrie der Passagierkabine eines Verkehrsflugzeuges nachempfunden. Somit kommen die zu gewinnenden grundlegenden Erkenntnisse langfristig der Luftfahrt- sowie der Schinen- und Straßenfahrzeugforschung zugute.
Das sogenannte 'Climate Engineering' beschreibt ein gezieltes Eingreifen ins Klimasystem mit dem Ziel, der globalen Erwärmung entgegen zu wirken. Zusätzlich zu dem Entfernen von Kohlendioxid und der Beeinflussung von Solarstrahlung (solar radiation management), wurde eine Methode vorgeschlagen, die zu mehr Emission von langwelliger Strahlung in den Weltall führen soll. Hierbei soll der wärmende Effekt der Zirruswolken reduziert werden. Wir wollen diese Methode in unserem Forschungsantrag genauer untersuchen. Wir planen uns auf die mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre im Winter zu konzentrieren, um die Strahlungseffekte von Zirren auf die Solarstrahlung zu minimieren. Insbesondere möchten wir folgender Frage nachgehen: Ist das Ausdünnen von arktischen Zirren im Winter (AWiCiT) durchführbar und was ist die maximale Abkühlung, die hiermit erreicht werden kann? Die hiermit verbundenen Risiken und Nebenwirkungen des AWiCiT wollen wir auf der regionalen Skala hinsichtlich möglicher Änderungen der arktischen Stratosphäre insbesondere Auswirkungen auf die Ozonschicht sowie mögliche Veränderungen in tiefer liegenden Wolken mit dem gekoppelten Wettervorhersage/Chemiemodell ICON-ART studieren. Mögliche Auswirkungen auf die globale Zirkulation, Meeresströmungen sowie die Meereisbedeckung werden mit Hilfe des globalen gekoppelten Aerosol-Atmosphären-Ozean Klimamodells MPI-ESM-HAM untersucht. Um die oben genannten Fragen zu beantworten, müssen wir die gegenwärtigen globalen Zirkulationsmodelle validieren insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit die beobachtete Ausbreitung und Höhe der Zirruswolken im arktischen Winter zu reproduzieren. Des Weiteren werden wir die Transportwege der natürlichen Eiskeime und der Impf-Eiskeime unten den dynamischen Bedingungen im arktischen Winter analysieren um die Lebensdauer der Impf-Eiskeime in der Impfregion abzuschätzen. Sind die Höhen und Flugrouten der kommerziellen Langstreckenflüge geeignet um einen Großteil des Arktischen Zirrus zu impfen oder sollte die Impfgegend in mittlere Breiten ausgedehnt werden? Ist Bismut(III)-iodid (BiI3), das als Impf-Eiskeim hierfür vorgeschlagen wird, unter diesen Umständen der am besten geeignete Impfstoff? Das Ausdünnen der Zirren ist nur dann effektiv, wenn der natürlich Zirrus hauptsächlich durch homogenes Gefrieren von Lösungströpfchen entsteht. Wenn er primär durch heterogene Nukleation gebildet werden würde, würde Impfen zu einer Erwärmung statt Abkühlung führen können. Deshalb müssen die Eigenschaften der Zirren noch besser verstanden werden, insbesondere der Anteil der Zirren, der im heutigen Klima durch heterogene Nukleation gebildet wird.
Es soll ein integriertes Elektronikkühlsystem (EKS) für zivile Passagierflugzeuge entwickelt werden. Die Verdampfung soll direkt an den Platinen stattfinden, also dort wo die Wärme am Elektronikbauteil entsteht. Es sollen moderne Mikrokanäle zum Einsatz kommen, in denen ein sorgsam auszuwählendes Kältemittel verdampft, welches den bestehenden Sicherheitsanforderungen und zukünftigen Klimazielen genügt.
Die atmosphärische Grenzschicht spielt eine entscheidende Rolle für die bodennahe Wettervorhersage und die Entstehung von Wolken und Niederschlag. Zur Bestimmung des Anfangszustands der Grenzschicht werden aber bisher nur wenige Beobachtungen genutzt, im Wesentlichen Radiosondenaufstiege (meist nur alle 12 Stunden verfügbar), und an den Flughäfen die von Verkehrsflugzeugen gemessenen Profile von Temperatur und Wind. Aber gerade für die modernen hochaufgelösten Modelle für die Kurzfristvorhersage kann eine realistische Initialisierung der vertikalen Schichtung und Stabilität in der Grenzschicht entscheidend sein. Bodengebundene Fernerkundungsgeräte liefern hochfrequente Profile der thermodynamischen Variablen in der Grenzschicht. Bisher gibt es jedoch keine konkreten Strategien, wie diese Daten optimal für die numerische Wettervorhersage (NWP) genutzt werden können, da die Entwicklung von bezahlbaren Geräten durch kommerzielle Hersteller erst in den letzten Jahren stattgefunden hat. Auch viele Prozesse der atmosphärischen Grenzschicht sind bis heute noch nicht vollständig verstanden, insbesondere Prozesse in der stabilen Grenzschicht, der Einfluss von orographischen Effekten, Schwerewellen, thermischen Zirkulationen und Heterogenitäten der Erdoberfläche. Daher ist die Modellierung von subskaligen Grenzschicht-Prozessen oftmals fehlerbehaftet.Aus dieser Motivation heraus sollen in dem Projekt zweierlei Ziele realisiert werden:In einer ersten Phase soll das Potential von boden-basierten Fernerkundungsgeräten (Mikrowellenradiometer und Doppler-Lidar) den Anfangszustand und darauf folgende Vorhersagen der Grenzschicht in Atmosphärenmodellen zu verbessern, untersucht werden, inklusive der Entwicklung einer optimalen Assimilations-Strategie. Wir wollen zeigen, dass die Entwicklungen der letzten Jahre im Bereich der Datenassimilation (DA) den Ensemble Kalman Filter (EnKF) für die konvektive Saka zu nutzen, es ermöglichen, die für die Grenzschicht typische kleinskalige Strukturen zu erfassen, da der EnKF eine strömungsabhängige Hintergrundkovarianz-Matrix liefert und hoch-frequente Update-Zyklen erlaubt.In einer zweiten Phase planen wir, das enorme Potential dieses erweiterten Systems aus NWP-Modell, DA-System und kontinuierlichen, qualitätsgeprüften Beobachtungen für das Verständnis von Grenzschichtprozessen und deren Simulation zu nutzen. So stellt die Analyse selber einen in sich konsistenten dreidimensionaler Zustand auf der Kilometerskala basierend auf einer optimalen Kombination von Modellvorhersage und Beobachtungen dar. Über die statistische Auswertung der Inkremente, die im Analyseschritt bestimmt werden, um das Modell Richtung Beobachtung zu korrigieren, erhält man wertvolle Informationen über systematische Fehler des Modell und die dazugehörigen Prozesse. Um die Information aufzusplitten in Beiträge verschiedener Prozesse und Parametrisierungen wird der sogenannte ”initial tendency approach“ aus Klocke and Rodwell (2013) angewandt werden.
In einem derzeit laufenden Refoplan-Vorhaben werden Arbeiten zur Weiterentwicklung der AzB für moderne, zivile Verkehrsflugzeuge durchgeführt. Ziel des neuen Vorhabens ist es, auch für militärischen Luftfahrzeuge (neue Luftfahrzeugmuster, Triebwerksumrüstungen etc.) die entsprechenden AzB-Luftfahrzeugklassen zu aktualisieren bzw. zu ergänzen. Hierzu sollen Geräuschmessungen an verschiedenen militärischen Luftfahrzeugen durchgeführt und ausgewertet werden. Alternativ kann auch auf Aufzeichnungen der Fluglärmüberwachungsanlagen an deutschen Flughäfen zurückgegriffen werden, sofern Messergebnisse in hinreichendem Umfang und ausreichender Qualität vorliegen. Die Messergebnisse sind für die AzB aufzubereiten.
The steady growth of global air traffic passenger demand requires the air transport industry to work even harder to improve the associated levels of safety, efficiency, and environmental performances of aircrafts. As such, the transient to more electrified aircraft systems is strongly encouraged throughout the complete aircraft operational behaviour, including on-ground operations. Indeed, on-ground operations are still mostly engine based, the main engines designed for flight phases at high power levels are thus used as well as power source to move the aircraft on ground. This induces major economic and environmental losses: currently, fuel consumption from taxi operations is estimated to cost 6,4billion€ and to reach 18M metric tons of CO2 emission per year. To reduce unnecessary fuel burn and their related emissions, a technological alternative has already been identified: Electric Taxiing System (e-Taxiing). However, some technical bottlenecks, as the one dealing with the solution storage energy capacity, have still to be overcome before enabling those system to be used by all existing and future commercial aircrafts. SUNSET will target this specific technical challenge proposing a high performances energy storage module development connected to the future e-Taxiing system. The SUNSET technology will also address the related challenge of mass reduction by providing a high-density energy recovery capability (30Wh/kg) to perform aircraft electrical decelerations while also minimizing cooling and weight. SUNSET partners, Centum Adeneo and Ampère Laboratory (UCBL) are part of the European recognised air industry value chain and will as such be involved in both development of the SUNSET solution with their Topic Manager support for its integration in the e-Taxiing system. SUNSET project will therefore contribute to bring out an innovative solution enabling a winning differentiator for European aircraft manufacturers.
<p>Luftschadstoff- und Klimagasemissionen werden je nach motorisiertem Verkehrsmittel durch unterschiedliche Institutionen mit verschiedenen räumlichen Anwendungsgebieten sowie durch verschiedene Mechanismen reguliert. Europäische Emissionsstandards für Pkw legen etwa fest, wie viele Luftschadstoffe ein neuer Pkw pro Kilometer ausstoßen darf. Entscheidend ist auch eine realistische Prüfprozedur.</p><p>Straßenverkehr</p><p>Luftschadstoffemissionen von motorisierten Straßenverkehrsfahrzeugen (Pkw, leichte Nutzfahrzeuge, schwere Nutzfahrzeuge, zwei- und dreirädrige sowie leichte vierrädrige Kraftfahrzeuge) werden durch einheitliche EU-Verordnungen reguliert. Die Begrenzung der klimawirksamen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>-Emissionen erfolgt derzeit lediglich für Pkw sowie leichte Nutzfahrzeuge. Weiterentwicklungen dieser Vorschriften finden oftmals auch im Rahmen der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UNECE#alphabar">UNECE</a>) statt.</p><p>Für motorisierte Straßenfahrzeuge mit Otto- und Dieselmotor gelten für die oben genannten Bereiche jeweils Anforderungen zur Begrenzung des Ausstoßes von Luftschadstoffen im Abgas. Diese Anforderungen wurden in der Vergangenheit in regelmäßigen Abständen verschärft. Somit sind diese neuen Emissionsstandards (Euro-Emissionsnormen) für alle neu zugelassenen Straßenfahrzeuge verbindlich.</p><p>Die Festlegung der Emissionsgrenzwerte pro gefahrenem Kilometer bzw. pro geleisteter Arbeit eines jeden Fahrzeugs, aufgeschlüsselt nach der jeweiligen Fahrzeugklasse, ist ein wesentlicher Bestandteil dieser Verordnungen. Darüber hinaus werden dort auch die Prüfprozeduren zur Messung der verschiedenen Luftschadstoffe in der jeweiligen Fahrzeugklasse festgelegt. </p><p>Vorgaben für CO2-Emissionen von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen beziehen sich nicht auf ein einzelnes Fahrzeug, sondern auf ein gewichtetes Mittel aller von einem Hersteller in einem Jahr verkauften Neufahrzeuge. Ab dem Jahr 2025 werden auch bei ausgewählten schweren Nutzfahrzeugen Anforderungen zu erfüllen sein.</p><p>Mobile Maschinen und Geräte</p><p>Auch für mobile Maschinen und Geräte werden die Anforderungen an das Emissionsverhalten auf EU-Ebene einheitlich geregelt. Reguliert wird ein weites Feld an Maschinen und Geräten, unter anderem Rasenmäher, Kettensägen, Baumaschinen, Generatoren, Binnenschiffe und Schienenfahrzeuge. </p><p>Die Emissionsgrenzwerte werden pro geleisteter Arbeit für die Motoren der jeweiligen Leistungsklassen und die einzelnen Schadstoffe detailliert festgelegt und in einer festgelegten Prüfprozedur bestimmt. Für modernste Motoren wird zudem eine Kontrolle der Emissionen im Betrieb mit Überwachungsprogrammen für ausgewählte Motorenklassen durchgeführt. </p><p>Seeschiffe</p><p>Die Anforderungen an das Emissionsverhalten des globalen Seeverkehrs werden überwiegend in der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (International Maritime Organisation (IMO) – Sonderorganisation der Vereinten Nationen) geregelt. Die Emissionsstandards liegen weit hinter den Standards im Landverkehr. Seeschiffe fahren heute beispielsweise überwiegend mit Schweröl, das eine minderwertige Qualität im Vergleich zu Marinedieselöl – und erst recht zum im Straßenverkehr verwendeten Benzin und Diesel – aufweist. Deutliche höhere Luftschadstoffemissionen sind die Folge. Von der IMO sind bislang nur Grenzwerte für Schwefel und Stickstoffoxide festgeschrieben. Es wurden weltweite Standards sowie strengere Grenzwerte für besonders ausgewiesene Emissionskontrollgebieten (ECA) definiert.</p><p>Der internationale Seeverkehr trägt mit rund 2,7 Prozent zu den vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen bei. Die IMO hat weltweit verbindliche Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz neuer Schiffe und zur Begrenzung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>-Emissionen im internationalen Seeverkehr verabschiedet. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, die CO2-Emissionen der Flotte bis 2050 um 50 % gegenüber den Jahr 2008 zu reduzieren.</p><p>Flugzeuge</p><p>Die Schadstoffemissionen des Luftverkehrs werden global durch Zulassungsstandards der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation (International Civil Aviation Organization (ICAO) – Sonderorganisation der Vereinten Nationen) reguliert. Diese legt Grenzwerte für neu entwickelte Flugzeugtypen fest. Von besonderer Relevanz ist dabei die Begrenzung des Stickoxidausstoßes. Zukünftig wird es aber auch einen Anzahl- und Masse-basierten Grenzwert für nicht-flüchtige Partikel (non-volatile particulate matter / nvPM) geben.</p><p>Der Luftverkehr stellt zudem ein wachsendes Klimaproblem dar. Da der Luftverkehr stark international ausgerichtet ist, unterliegt er kaum der einzelstaatlichen Regulierung oder Besteuerung. Die EU hat den Luftverkehr daher 2012 in ihr Emissionshandelssystem einbezogen und reguliert damit die direkten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>-Emissionen. Mit dem "Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation" (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CORSIA#alphabar">CORSIA</a>) etabliert die ICAO erstmalig ein globales Ssystem zur Begrenzung der CO2-Emissionen des internationalen Luftverkehrs auf dem Niveau von 2020. Außerdem hat die ICAO einen globalen CO2-Zulassungsgrenzwert für Verkehrsflugzeuge beschlossen. Klimaeffekte aufgrund von Nicht-CO2-Effekten werden bisher noch nicht von den Klimaschutzinstrumenten erfasst.</p>
<p>In Deutschland fühlen sich nach einer repräsentativen Umfrage des UBA ca. 40% der Bevölkerung durch Fluglärm gestört oder belästigt. Im Gegensatz zu Schienen- und vor allem Straßenverkehrslärm ist Fluglärm aber weniger allgegenwärtig. Er tritt vielmehr geballt in der Umgebung der Flughäfen auf. Dort wird die Beeinträchtigung durch Fluglärm oftmals als besonders hoch empfunden.</p><p>Was ist Fluglärm und wie entsteht dieser? </p><p>Luftfahrzeuge wie Flugzeuge und Hubschrauber verursachen während des Fluges Geräusche, die durch die Triebwerke beziehungsweise Rotorblätter bei Hubschraubern und durch die Wirbel der umströmenden Luft an dem Luftfahrzeug entstehen. Aber auch beim Rollen der Luftfahrzeuge von der Start-/Landebahn zur Abstellposition und umgekehrt, wenn dies mit Hilfe des Triebwerkschubs erfolgt, oder auch bei den vor allem nachts durchgeführten Triebwerksprobeläufen entstehen erhebliche Schallpegel-Emissionen.</p><p>Problematische Lärmsituationen ergeben sich da, wo der Fluglärm in relativ geringer Entfernung auf Wohnbebauung und andere sensible Nutzung trifft, überwiegend durch Starts und Landungen in der Umgebung der Flugplätze. In üblichen Reiseflughöhen von Verkehrsflugzeugen sind die auf dem Boden wahrnehmbaren Lärmimmissionen im Regelfall so gering, dass sie kein Lärmproblem mehr darstellen. Eine Ausnahme sind hierbei Hubschrauber, Kleinflugzeuge oder auch teilweise militärischer Flugbetrieb. Diese Flüge finden oftmals auch in niedrigen Flughöhen statt und können so zu erheblichen Lärmbeeinträchtigungen der Bevölkerung führen.</p><p>Welche Teilbereiche der Fluglärmentstehung rechtlich als Fluglärm (oder genauer gesagt Luftverkehrslärm, ein Begriff der jedoch wenig verbreitet ist) angesehen wird, ist nicht allgemeingültig definiert, da dieses Thema nicht in einem Gesetz eindeutig geregelt ist. Es hängt vom Anwendungsbereich der jeweils zutreffenden Rechtsnorm ab, was unter Fluglärm zu verstehen ist und entsprechend gesetzlich geregelt wird.</p><p>Minderungsmöglichkeiten des Fluglärms </p><p>Bei den Möglichkeiten, Geräusche zu vermeiden oder zu mindern, wird oft zwischen sogenannten aktiven und passiven Maßnahmen unterschieden. Im Allgemeinen versteht man unter aktiven Maßnahmen die an der Lärmquelle, also am Luftfahrzeug, und unter passiven die Schalldämmung der Gebäude. Andere Maßnahmen, wie die Verringerung der Verkehrsstärke oder Minderung des Schalls auf dem Ausbreitungsweg zwischen Lärmquelle und Immissionsort (d.h. betroffene Person beziehungsweise Gebäude) werden im Fluglärmkontext nicht eindeutig einer dieser beiden Kategorien zugeordnet.</p><p>Im Gegensatz zum Straßen- und Schienenverkehr ist es im Luftverkehr auf dem Ausbreitungsweg auch kaum möglich, Lärmschutzwände zur Abschirmung der Lärmquelle zu stellen, da Fluglärm fast immer von oben auf die Immissionsorte trifft. Lediglich gegen den Bodenlärm auf dem Flugplatzgelände können Lärmschutzwände errichtet werden oder Triebwerksprobeläufe in speziell dafür konzipierte Hallen verlagert werden.</p><p>Dafür besteht im Luftverkehr auch in Bestandssituationen die Möglichkeit, den Abstand zwischen Lärmquelle und Immissionsort zu erhöhen, wohingegen eine einmal gebaute Straße oder Schienentrasse in der Regel in ihrer Lage nicht mehr verändert wird. Immissionsminderungen können hier vor allem durch eine Veränderung von Flugrouten in ihrem lateralen (um Ortschaften herum) oder vertikalen (im Höhenprofil) Verlauf erreicht werden. Diese Flexibilität kann jedoch auch zu Nachteilen für den Lärmschutz führen, wenn aus flugbetrieblichen Gründen die Flugrouten so verändert werden, dass dies eine Mehrbelastung der Bevölkerung zur Folge hat.</p><p>Mittel- bis langfristig lässt sich die Fluglärmbetroffenheit mindern, wenn die Raumplanung verhindert, dass neue Flugplätze oder Start-/Landebahnen in dicht besiedeltem Gebiet angelegt werden und in bestehende Fluglärm-Belastungsgebiete kein weiterer Bevölkerungszuzug stattfindet. Ein Problem stellt hierbei aber die mehr oder weniger große Flexibilität der Flugrouten dar, indem beispielsweise ein Gebiet von Siedlung frei gehalten wurde, weil dort bisher Flugrouten verliefen bzw. dort zukünftig Flugrouten vorgesehen waren, der Flugverkehr dann aber aus bestimmten Gründen einen anderen Weg über besiedeltes Gebiet nimmt.</p><p>Nicht zuletzt lassen sich Lärmprobleme durch die Verringerung der Flugbewegungen reduzieren (Stichwort: Verkehrsvermeidung), etwa durch den vermehrten Einsatz von Telefonkonferenzen, Urlaub in näherliegenden Regionen und ein Konsumverhalten, welche regionale/nationale und saisonale Produkte nachfragt, die nicht per Luftfracht transportiert werden müssen. Der verbleibende, nicht vermeidbare Luftverkehr sollte dann mit möglichst lärmarmen Luftfahrzeugen durchgeführt werden.</p><p>Als Anreiz zur Entwicklung und zum Einsatz lärmarmer Luftfahrzeuge, für die Verkehrsvermeidung sowie die Verlagerung von Flügen auf die Schiene spielen die ökonomischen Rahmenbedingungen für die unterschiedlichen Verkehrsträger eine große Rolle. Ökonomische Instrumente sind beispielsweise: generelle Regelungen zur Finanzierung der Verkehrsinfrastruktur/Flugplätze, Besteuerung der Kraftstoffe und der Verkehrsdienstleistung (Beispiel: Mehrwertsteuer auf Flugtickets) und die lärmabhängigen Start- und Landeentgelte im Luftverkehr. Diese Themen wurden unter anderem auf der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/termine/internalisierung-flughafennahen-externen-0">Konferenz des UBA zur Internalisierung der flughafennahen externen Umweltkosten</a> sowie auf dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/uba-forum-mobil-nachhaltig-archiv#2019">UBA Forum mobil & nachhaltig 2019 zur Zukunft des Luftverkehrs</a> diskutiert.</p><p>Auch ordnungsrechtlich kann durch Betriebsbeschränkungen wie Nachtflugverbote eine Fluglärmminderung erreicht werden und der Einsatz lärmarmer Luftfahrzeuge gefördert werden. Eine Verlagerung von Flügen von der Nacht in den Tageszeitraum wirkt entlastend, weil der Lärm die Menschen im Regelfall nachts viel stärker beeinträchtigt als tagsüber. Darum spricht sich das UBA dafür aus, auf stadtnahen Flughäfen in der Zeit von 22:00 bis 6:00 Uhr keinen regulären Flugbetrieb mehr durchzuführen. Es können auch spezielle Regelungen getroffen werden, die nachts oder in den Tages- bzw. Nachtrandstunden Starts oder Landungen besonders lauter Luftfahrzeuge verbieten.</p><p>Gesetzlicher Rahmen im Fluglärmschutz </p><p>Eine generelle Regelung zum Schutz vor Lärmimmissionen durch Luftverkehr, die insbesondere die maximale Lärmeinwirkung auf ein Grundstück begrenzt, gibt es in Deutschland nicht. Die verschiedenen Geräuschvermeidungs- und Minderungsmöglichkeiten sind in unterschiedlichen Rechtsnormen geregelt.</p><p>Das <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/bimschg/index.html">Bundes-Immissionsschutzgesetz</a> (BImSchG) regelt nur einen relativ geringen Teilbereich des Fluglärmschutzes. Als nationale <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/bimschg/BJNR007210974.html#BJNR007210974BJNG011004360">Umsetzung der EU-Umgebungslärmrichtlinie (ULR)</a> wurde mit Paragraf 47a bis f des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BImSchG#alphabar">BImSchG</a> ein Instrumentarium geschaffen, mit dem regelmäßig die Fluglärmbetroffenen ermittelt werden, sowie Fluglärm-Minderungsmöglichkeiten geprüft und gegebenenfalls angewandt werden können. Die Regelungen zu den aktiven Maßnahmen im Fluglärmschutz werden primär im <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/luftvg/index.html">Luftverkehrsgesetz</a> (LuftVG) und die zu den passiven Maßnahmen im <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/flul_rmg/BJNR002820971.html">Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm</a> (FluLärmG) getroffen.</p><p>Fluglärmschutz beim Neubau oder einer wesentlichen Änderung </p><p>Beim Lärmschutz an Flughäfen wird differenziert zwischen Bestand und dem Neubau oder einer wesentlichen Änderung einer Luftverkehrsinfrastruktur, wie zum Beispiel der Erweiterung eines Flugplatzes durch eine neue Start-/Landebahn. Die größten Einflussmöglichkeiten auf die Lärmkonfliktvermeidung bestehen beim Neubau eines Flugplatzes.</p><p>Für Flughäfen sowie die meisten Landeplätze ist im Neubau-/Ausbaufall sowie auch bei vielen Ausbaumaßnahmen, die Einfluss auf den Flugbetrieb haben, ist formell-rechtlich eine Planfeststellung beziehungsweise Planergänzung erforderlich (§§ 72 bis 78 <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/vwvfg/">Verwaltungsverfahrensgesetz</a>). Im Rahmen dieser ist auch eine Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) durchzuführen und es können Lärmminderungs-Auflagen erteilt werden, wie beispielsweise bestimmte Nachtflugbeschränkungen.</p><p>Im Gegensatz zum Straßen- und Schienenverkehrslärm gibt es im Bereich Fluglärm jedoch keine umfassenden materiell-rechtlichen Maßgaben (vor allem Fluglärm-Kenngrößen, Grenzwerte und Berechnungsverfahren) für dieses Verfahren. Lediglich für den passiven Lärmschutz gelten gemäß Paragraf 13 FluLärmG seit der Novelle des FluLärmG 2007 die Maßgaben dieses Gesetzes als Mindestanforderung.</p><p>In der Praxis hat sich so ein von Flugplatz zu Flugplatz unterschiedliches Schutzkonzept und -niveau herausgebildet und es wird oftmals in Ermangelung von einheitlichen Maßstäben in Anlehnung an verwandte Sachgebiete vorgegangen. Beispielsweise wird der Bodenlärm auf dem Flugplatzgelände im Regelfall in Anlehnung an das BImSchG nach der TA Lärm bewertet und als Einwirkungsbereich für die Berechnung der Fluglärmbelastung in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UVP#alphabar">UVP</a> das Lärmberechnungsverfahren nach FluLärmG herangezogen. Was die Fluglärm-Kenngrößen betrifft, so wurde im Planfeststellungsbeschluss zum Flughafen Leipzig/Halle beispielsweise ein auf Anzahl und Höhe der Maximalpegel bezogenes Kriterium verwendet, was zu größeren Schutzzonen führte als die sonst gebräuchliche Bewertung anhand von Dauerschallpegeln.</p><p>Fluglärmschutz bei Bestandsflugplätzen </p><p>Bei bereits gültigen Genehmigungen oder Planfeststellung eines Flugplatzes besteht nur in Ausnahmefällen die Möglichkeit, nachträgliche Auflagen zu erteilen. Prinzipiell gibt es jedoch im Bestandsfall im Luftverkehr oftmals mehr Handlungsoptionen als im Straßen- und Schienenverkehr, vor allem durch die Veränderung der Flugrouten und durch mehr oder weniger direkte Möglichkeiten der Beeinflussung des Verkehrs. Viele Flughafengesellschaften untersuchen auch auf freiwilliger Basis Lärmminderungspotentiale an ihrem Flughafen-Standort und versuchen diese zu heben.</p><p>Obligatorisch ist aber für bestehende Flugplätze mindestens alle zehn Jahre die Fluglärmbelastung gemäß FluLärmG zu ermitteln und gegebenenfalls die Rechtsfolgen dieses Gesetzes umzusetzen (vor allem Siedlungsbeschränkungen, passive Schallschutzanforderungen und –erstattungen).</p><p>Das FluLärmG gilt auch für neue oder wesentlich erweiterte Flugplätze, jedoch mit unterschiedlichen Maßgaben vor allem was die Schallpegelschwellen betrifft, ab denen diese Rechtsfolgen eintreten. Im Sinne dieses Gesetzes ist ein neuer Flugplatz auch nicht zwangsläufig ein zukünftig gebauter/erweiterter, sondern ein nach dem 7. Juni 2007 genehmigter beziehungsweise planfestgestellter Flugplatz.</p><p>Aktiver Fluglärmschutz im LuftVG</p><p>Aktiver Fluglärmschutz wird in dem <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/luftvg/index.html">Luftverkehrsgesetz</a> (LuftVG) sowie den zugehörigen Rechtsverordnungen geregelt. In diesen Rechtsnormen werden vor allem die Vorgaben aus internationalem Recht für die Lärmschutzanforderung bei Zulassung neuer Luftfahrzeuge sowie Regelungen für den Erlass möglicher lärmbedingter Betriebsbeschränkungen aus dem EU-Recht in nationales Recht umgesetzt.</p><p>Das LuftVG enthält des weiteren Grundsätze für den lärmarmen Betrieb von Luftfahrzeugen, insbesondere Paragraf 29b fordert, dass „beim Betrieb von Luftfahrzeugen in der Luft und am Boden vermeidbare Geräusche zu verhindern und die Ausbreitung unvermeidbarer Geräusche auf ein Mindestmaß zu beschränken [sind] wenn dies erforderlich ist, um die Bevölkerung vor Gefahren, erheblichen Nachteilen und erheblichen Belästigungen durch Lärm zu schützen“. Wenn gegen diesen Grundsatz verstoßen wird, handelt es sich um eine Ordnungswidrigkeit, die vom <a href="https://www.baf.bund.de/DE/Themen/Luftraum_Flugverfahren_Recht/Recht_Ordnungswidrigkeiten/Recht_Ordnungswidrigkeiten_node.html">Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung</a> (BAF) geahndet werden kann.</p><p>In Paragraf 29b LuftVG wird weiter ausgeführt, dass auf „die Nachtruhe der Bevölkerung […] in besonderem Maße Rücksicht zu nehmen“ ist und die „Luftfahrtbehörden und die Flugsicherungsorganisation […] auf den Schutz der Bevölkerung vor unzumutbarem Fluglärm hinzuwirken“ haben. Eine Konkretisierung dieser Schutzziele findet sich jedoch weder im Gesetz noch im untergesetzlichen Regelwerk.</p><p>Dies erfolgt daher häufig im Rahmen von Rechtsprechungen, vor allem in den Klagefällen zu den Planfeststellungen und Planergänzungen der Verkehrsflughäfen Frankfurt am Main, Berlin Brandenburg und Leipzig/Halle. In diesen Verhandlungen hat das BVerwG beispielsweise einen eigenen Bewertungsmaßstab geprägt, inwiefern Flugbewegungen und Fluglärm in der (Kern-)Nacht und den Nachtrandstunden beurteilt werden sollten.</p><p>Die zulässigen Geräuschemissionen von neu auf den Markt kommenden Luftfahrzeugtypen sind international im Anhang 16 des Band I zum Luftfahrtabkommen der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) geregelt. Zuständig für die Zulassung ist in der EU die <a href="https://www.easa.europa.eu/">Europäischen Agentur für Flugsicherhei</a>t (EASA), die auch die <a href="https://www.easa.europa.eu/en/document-library/type-certificates/tcdsn">Lärmzulassungs-Zertifikate</a> veröffentlicht. Nähere Erläuterungen zum Zulassungsverfahren finden Sie auf der Website von ICAO sowie in der UBA-Studie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/verschaerfung-laermgrenzwerte-von-zivilen%20">„Verschärfung der Lärmgrenzwerte von zivilen Strahlflugzeugen“</a>.</p><p>Der erwähnte Anhang 16 (englisch: Annex 16) ist in verschiedene Kapitel untergliedert. Die Zulassungsvorschriften und Grenzwerte für die seit 1977 eingesetzten zivilen Strahlflugzeugtypen wurden im Kapitel 3 festgeschrieben. Diese Flugzeuge werden darum häufig verkürzt als „Kapitel 3 Flugzeuge“ bezeichnet. Für Flugzeugtypen ab 2006 gelten die Anforderungen des Kapitel 4. Die ICAO hat zuletzt im Jahr 2014 eine Verschärfung der Lärmgrenzwerte für zivile Strahlflugzeuge und schwere Propellerflugzeuge beschlossen. Es wurde ein Lärmgrenzwert festgelegt, der kumuliert (das heißt für drei Messpunkte aufsummiert) um 17 dB unter dem Wert der Kapitel-3-Anfordungen und 7 dB unter den Kapitel-4-Anforderungen liegt. Der Grenzwert ist zudem abhängig von der maximal zulässigen Startmasse und der Anzahl der Triebwerke – schwere Flugzeuge mit drei oder vier Triebwerken dürfen also lauter sein als leichtere mit zwei Triebwerken. Der Kapitel-14-Lärmgrenzwert gilt für neue Flugzeugtypen, die ab 2018 mit einem maximalen Abfluggewicht von mehr als 55 t zugelassen werden. Neue Flugzeuge mit einem maximalen Abfluggewicht von weniger als 55 t müssen die Zertifizierungswerte ab dem 1. Januar 2021 einhalten.</p><p>Die Lärmgrenzwerte der jeweiligen Annex 16 Kapitel wurden bereits bei Ihrer Einführung von zahlreichen bestehenden Luftfahrzeugtypen unterschritten. Um Anreize für weitere Emissionsminderungen zu setzen, ist eine weitere Senkung der Lärmgrenzwerte dringend erforderlich und technisch auch machbar (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/verschaerfung-laermgrenzwerte-von-zivilen%20">siehe UBA-Studie</a>). Daher ist es eine wichtige Aufgabe vor allem der ICAO, die Geräuschvorschriften für Verkehrsflugzeuge weiter zu entwickeln.</p><p>Bei der Einführung von lärmbedingten Betriebsbeschränkungen, wie beispielweise Nachtflugverbote oder auch dem kompletten Ausschluss besonders lauter Luftfahrzeuge an einem Flughafen, ist die <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:32014R0598#:~:text=Die%20Einf%C3%BChrung%20l%C3%A4rmbedingter%20Betriebsbeschr%C3%A4nkungen%20auf%20einzelnen%20Flugh%C3%A4fen%20in,der%20L%C3%A4rmsituation%20in%20der%20Umgebung%20von%20Flugh%C3%A4fen%20beitragen.">EU-Verordnung 598/2014</a> über „Regeln und Verfahren für lärmbedingte Betriebsbeschränkungen auf Flughäfen…“ zu beachten. Diese ist durch Paragraf 48 a bis f und Anlage 5 der <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/bundesrecht/luftvzo/gesamt.pdf">Luftverkehrs-Zulassungs-Ordnung</a> (LuftVZO) in nationales Recht umgesetzt.</p><p>Die Lage und Nutzung von Flugrouten sind für die Lärmbetroffenheit der Bevölkerung von entscheidender Bedeutung. Für die Festlegung von Flugverfahren (Flugrouten, Flughöhen etc.) ist das Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung (BAF) zuständig. Flugverfahren, die von besonderer Bedeutung für den Schutz der Bevölkerung vor Fluglärm sind, werden gemäß Paragraf 32 Absatz 4c LuftVG im Benehmen mit dem UBA erlassen. Das UBA erstellt hierzu jeweils eine lärmfachliche Bewertung. Ziel ist es, die Entscheidungen dahin gehend beeinflussen, dass Flugverfahren gewählt werden, welche die geringste Lärmbetroffenheit zur Folge haben.</p><p>Passiver Fluglärmschutz im FluLärmG </p><p>Nachdem alle Möglichkeiten der aktiven Lärmminderung ausgeschöpft sind, sollten die verbleibenden übermäßigen Lärmbelastungen durch passive Maßnahmen gemindert werden, das heißt insbesondere durch die Schallisolierung der Gebäude (baulicher Schallschutz). In diesem Zusammenhang soll das <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/flul_rmg/index.html">FluLärmG</a> sicherstellen, dass in der Umgebung von Flugplätzen bauliche Nutzungsbeschränkungen auferlegt werden und ausreichender baulicher Schallschutz vorhanden ist und bietet in bestimmten Fälle die Möglichkeit der Kostenerstattung von baulichen Schallschutzmaßnahmen (vor allem durch Schallschutzfenster) für die Gebäudeeigentümer*innen.</p><p>Hierfür werden für die bedeutendsten <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/flul_rmg/__4.html">Flughäfen, Landeplätze und militärischen Flugplätze</a> Lärmschutzbereiche per Rechtsverordnung durch die jeweilige Landesregierung festgesetzt, in denen dann diesbezügliche Rechtsfolgen in Kraft treten. Der Stand der Umsetzung kann der folgenden Karte entnommen werden. Die Berechnung dieser Bereiche erfolgt nach der „Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB)“. Da die festgesetzten Lärmschutzbereiche erhebliche rechtliche und finanzielle Konsequenzen haben, ist es erforderlich, dass dieses Berechnungsverfahren korrekt in die entsprechenden Berechnungsprogramme umgesetzt werden. Das Umweltbundesamt hat in Zusammenarbeit mit dem Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt ein Verfahren zur Überprüfung und Qualitätssicherung der AzB-Berechnungsprogramme entwickelt. Nähere Erläuterungen und Daten sind <a href="https://www.umweltbundesamt.de/dokument/dokumente-fuer-teilnehmer-am-azb-08-0%20">hier</a> erhältlich.</p><p>Spätestens zehn Jahre nach Festsetzung des Lärmschutzbereichs ist zu prüfen, ob sich die Lärmbelastung wesentlich geändert hat beziehungsweise sich in den nächsten zehn Jahren voraussichtlich ändern wird.</p><p>Weiterhin sieht das 2007 in Kraft getretene Gesetz eine Evaluierung vor dem Deutschen Bundestag nach zehn Jahre vor. Das Umweltbundesamt hat für diese Evaluation einen Fluglärmbericht erstellt. Dieser Bericht ist <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/fluglaermbericht-2017-des-umweltbundesamtes%20">hier</a> verfügbar.</p><p>Die Festlegung der Lärmschutzbereiche erfolgt nach der „Ersten Verordnung zur Durchführung des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm (Verordnung über die Datenerfassung und das Berechnungsverfahren für die Festsetzung von Lärmschutzbereichen – <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/fluglsv_1/">1. FlugLSV</a>)” auf Grundlage von Art und Umfang des voraussehbaren Flugbetriebs in etwa zehn Jahren und unter Berücksichtigung eines gegebenenfalls zu erwartenden Ausbaus des Flugplatzes. In die Berechnung gehen vor allem die Geräuschemissionen der Luftfahrzeuge, die Zahl der Flugbewegungen in den sechs verkehrsreichsten Monaten des Prognosejahres sowie die Verläufe der Ab- und Anflugstrecken und Platzrunden ein. Auch die Überflüge über eine Start- und Landebahn in niedriger Höhe ohne Bodenkontakt, die Rollbewegungen der Luftfahrzeuge vor dem Start und nach der Landung sowie der Betrieb von Hilfsgasturbinen (APU) der Flugzeuge werden berücksichtigt. Diese Eingangsdaten für die Berechnung werden nach den Anforderungen der Anleitung zur Datenerfassung über den Flugbetrieb (AzD) vom 19. November 2008 (Bundesanzeiger Nr. 195a vom 23. Dezember 2008) im sogenannten Datenerfassungssystem (DES) zusammengestellt. Die Berechnung erfolgt nach der Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB) vom 19. November 2008 (Bundesanzeiger Nr. 195a vom 23. Dezember 2008)..</p><p>Die Lärmschutzbereiche werden anhand bestimmter <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/flul_rmg/__2.html">Pegelwerte des FluLärmG</a> festgelegt, die davon abhängen, ob es sich um einen zivilen oder militärischen, einen bestehenden, neuen oder baulich wesentlich erweiterten Flugplatz handelt. Die Lärmschutzbereiche sind in zwei Schutzzonen für den Tag und eine Schutzzone für die Nacht eingeteilt. Im gesamten Lärmschutzbereich ist der Bau von schutzbedürftigen Einrichtungen verboten, wie zum Beispiel Krankenhäusern, Altenheimen und Erholungsheimen. In den beiden Tag-Schutzzonen des Lärmschutzbereichs gilt dies auch grundsätzlich für Schulen, Kindergärten und vergleichbar schutzbedürftige Einrichtungen.</p><p>In der Tag-Schutzzone 1 und in der Nacht-Schutzzone dürfen von wenigen Ausnahmen abgesehen keine Wohnungen errichtet werden. In der Tag-Schutzzone 2 ist dies nur unter der Voraussetzung zulässig, dass die Wohnungen bestimmten baulichen Schallschutzanforderungen genügen. Diese sind in der „Zweite Verordnung zur Durchführung des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm – <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/fluglsv_2/index.html">2. FlugLSV</a>″ geregelt. In der Tag-Schutzzone 1 und der Nacht-Schutzzone werden für Bestandsgebäude unter bestimmten Voraussetzungen die Kosten für bauliche Schallschutzmaßnahmen durch die jeweilige Flugplatz-Betreibergesellschaft übernommen.</p><p>Beim Neu- oder Ausbau von Flughäfen können unter bestimmten Voraussetzungen Betroffene Entschädigungen für die eingeschränkte Nutzbarkeit der Außenwohnbereiche (z.B. Balkone, Terrassen, Gärten) durch Fluglärm erhalten. Dies wird in der „Dritte[n] Verordnung zur Durchführung des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm – <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/fluglsv_3/">3. FlugLSV</a>″ näher geregelt.</p><p>Fluglärmschutz an kleineren bis mittelgroßen Flugplätzen </p><p>Auch für Flugplätze, die nicht unter den Anwendungsbereich des FluLärmG fallen (sogenannte Landeplätze), können Lärmschutzregelungen getroffen werden. An den bedeutendsten Landeplätzen sind nach der <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/l_rmschutzv/index.html">Landeplatz-Lärmschutz-Verordnung</a> für bestimmte Luftfahrzeugtypen Starts und Landungen in besonders lärmsensiblen Zeiten untersagt.. Auch in den Genehmigungen für Hubschrauberlandeplätze (beispielsweise an Krankenhäusern) könne Lärmschutzmaßnahmen in Erwägung gezogen werden.</p><p>Ansprechpartner*innen bei Lärmproblemen </p><p><p><strong>Wenden Sie sich bitte</strong></p><ul><li>bei Lärmproblemen an zivilen Flughäfen an den oder die Fluglärmbeauftragte(n). Diese sind zumeist über die Internetseiten der Flughäfen zu kontaktieren. Ein weiterer Ansprechpartner kann die Deutsche Flugsicherung (DFS) sein oder die jeweilige Landesluftfahrtbehörde.</li><li>bei Fragen oder Beschwerden zum militärischen Flugbetrieb an die <a href="https://www.bundeswehr.de/de/organisation/luftwaffe/organisation-/das-luftfahrtamt-der-bundeswehr/buergerservice-rund-um-den-militaerischen-flugbetrieb">Flugbetriebs- und Informationszentrale der Bundeswehr.</a></li><li>bei Lärmproblemen an Landeplätzen an die jeweiligen Betreibergesellschaft, Kommune oder Landesluftfahrtbehörde.</li><li>bei Fragen oder Beschwerden zu Hubschrauberlandeplätzen und bei Segelfluggeländen an die jeweilige Landesluftfahrtbehörde.</li><li>bei Lärmproblemen an Modellflugplätzen an die jeweilige Kommune.</li></ul></p><p><strong>Wenden Sie sich bitte</strong></p>
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