Entwicklung eines effizienten Lösungsverfahrens zur modellmäßigen Beschreibung der Ausbreitung und chemischen Umwandlung reaktiver Luftschadstoffe.

Abstract

In der Atmosphäre freigesetzte Luftschadstoffe können zur Verschlechterung der Luftqualität führen. Beispiele hierfür sind die Säurebildung in der Atmosphäre oder die Bildung von Ozon unter Sonneneinstrahlung. Das Auftreten erhöhter Ozonkonzentration in der unteren Atmosphäre ist seit etwa 1950 Gegenstand vieler Untersuchungen. Die Ausbreitung und chemische Umwandlung von Luftschadstoffen kann anhand von mathematischen Modellen, welche die in der Atmosphäre ablaufenden physikalischen und chemischen Vorgänge nachbildet, untersucht werden. In der Studie wird ein solches Modell ("MARS") zur Berechnung der Ausbreitung reaktiver Schadstoffe weiterentwickelt. Basierend auf einer Darstellung der Grundlagen der Ozonbildung und einer Übersicht über bestehende Modelle sowie der Diskussion der dort verwendeten mathematischen Lösungsverfahren, wird das im Rahmen der Studie entwickelte effiziente Lösungsverfahren vorgestellt. Dabei werden die unterschiedlichen Verfahren zur Behandlung der vertikalen turbulenten Diffusion erläutert und diskutiert. Abschließend wird der Einsatz der neuen Modellversion zur Berechnung und Ausbreitung der chemischen Umwandlung von Luftschadstoffen für reale Anwendungsfälle (Heilbronn, Karlsruhe, Athen) beschrieben. hen/difu