[PDF] Modellierung der PM10- und NO2-Hintergrund- konzentration in

View - Download Modellierung der PM10- und NO2-Hintergrund- konzentration in

Previous PDF

Next PDF

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrund- konzentration in Mecklenburg-Vorpommern

Rainer Stern

Januar 2007

Institut für Meteorologie

Carl-Heinrich-Becker-Weg 6-10

12165 Berlin

Modellierung der PM10- und NO

2 Hintergrundkonzentration in Mecklenburg-Vorpommern

Für das

Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie

Mecklenburg-Vorpommern

Rainer Stern

(E-mail: rstern@zedat.fu-berlin.de)

Arbeitsgruppe TRUMF

Institut für Meteorologie

Carl-Heinrich-Becker-Weg 6-10

12165 Berlin

Januar 2007

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 1

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung...........................................................................................................................2

2 Modellgebiet und Datenbasen............................................................................................3

3 Einarbeitung der industriellen Emissionen Mecklenburg-Vorpommerns in die

4 PM10- und NO

2 -Ausbreitungsrechnung für Mecklenburg-Vorpommern: Jahreslauf 2005

4.1 Modellkonfiguration...................................................................................................7

4.2 Basissimulation ..........................................................................................................7

5 Szenarienrechnungen .......................................................................................................10

5.1 Beitrag aller Quellen in M-V zu den berechneten Hintergrundkonzentrationen.....10

5.2 Der Beitrag der Verkehrs- und der industriellen Emissionen zu den berechneten

5.2.2 Stationsbezogene Auswertung .........................................................................19

7 Zusammenfassung............................................................................................................27

8 Literatur............................................................................................................................30

9 Abbildungen.....................................................................................................................32

10 Tabellenverzeichnis......................................................................................................34

11 Anhang: Kurzbeschreibung des REM-CALGRID-Modells........................................35

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 2

1 Einleitung

Zur Berechnung der Hintergrundkonzentrationen von NO 2 und PM10 im Bundesland Meck- lenburg-Vorpommern (M-V) und der Ermittelung des Eigenbeitrags der Quellen im Land CALGRID-Modell (RCG) eingesetzt. Das RCG-Modell wurde mit Unterstützung des Um- weltbundesamts an der FU Berlin entwickelt (Stern, 2003, 2004a) und kann zur Berechnung der langfristigen Schadstoffbelastungen in der europaweiten, der nationalen sowie der regio- dellanwendungen für Ballungsgebiete unter Berücksichtigung des europaweiten Ferntrans- ports. Eine Kurzbeschreibung des Modells kann im Anhang gefunden werden. Die Anwendung des Modells zur Bestimmung der Hintergrundbelastung in Mecklenburg-

Vorpommern erfolgte in 2 Skalen:

b) der regionalen Skala (Deutschland, Nest 1). Die europaweite Rechnung liefert die Hintergrundkonzentrationen für die deutschlandweite Skala. Die deutschlandweite Rechnung liefert die Hintergrundkonzentrationen für Mecklen-

Folgende Arbeiten wurden ausgeführt:

1. Einarbeitung der Informationen über genehmigungsbedürftige Anlagen in M-V in die

Modell-Emissionsdatenbasis,

2. Übernahme und Aufbereitung der Messungen für 2005 an allen Luftgütemessstationen

in M-V,

3. Berechnung des M-V-Hintergrunds für das meteorologische Bezugsjahr 2005 in einer

4. Berechnung der Immissionsanteile in M-V verursacht von

allen Emissionen in M-V, den Kfz-Emissionen in M-V, den industriellen Emissionen in M-V,

5. Auswertung der Szenarioergebnisse für M-V (NO

2 -Jahresmittelwert, PM10-Jahresmit- telwert),

Überschreitungstagen,

7. Bewertung und Berichterstattung.

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 3

2 Modellgebiet und Datenbasen

Das RCG-Modell wurde für die europaweite Rechnung (Nest 0) auf das in der Abbildung 1 Das Vertikalgitter ist dabei dynamisch, das heißt, die vertikale Ausdehnung der Schichten Lediglich die Bodenschicht wird mit 20 m vertikaler Ausdehnung konstant gesetzt. rationen für Mecklenburg-Vorpommern abgeleitet. Die Abbildung 3 zeigt das Raster noch- mals im Ausschnitt für das Gebiet von Mecklenburg-Vorpommern. Als Emissionsdaten dien- ten die von der TNO, Niederlande, für Europa erstellten Daten mit dem Bezugsjahr 2000 (Visscherdijk und Van der Gon, 2005). Diese Daten wurden mit den letzten von EMEP be- Mecklenburg-Vorpommern die industriellen Emissionen der TNO-Datenbasis durch die vom wurden aus meteorologischen Beobachtungen mit dem am Institut für Meteorologie betriebe- nen Programmsystem TRAMPER (Tropospheric Realtime Applied Meteorological Procedu- res for Environmental Research, Kerschbaumer und Reimer, 2003) erstellt.

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 4 Abbildung 2 RCG-Modellgebiet für Deutschland mit einer Maschenweite von 0.125° Breite zur Bestimmung der Hintergrundkonzentrationen

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 5

3 Einarbeitung der industriellen Emissionen Mecklenburg-

Vorpommerns in die Modelldatenbasis

Die Tabelle 1 zeigt die Gesamtmenge der vom Auftraggeber zur Verfügung gestellten Emissionen der genehmigungsbedürftigen Anlagen in Mecklenburg-Vorpommern sowie die Emissionen der TNO-Datenbasis für das Gebiet von M-V. Die von der TNO für das Gebiet von M-V ermittelten industriellen Emissionen (2. Spalte der Tabelle 1) wurden gegen die M- V-Emissionen ausgetauscht. Für die Stickoxide und NH 3 bedeutet dieser Austausch eine Er- 2 eine Erniedrigung der Gesamtmenge der industriellen Emissio- nen. Abbildung 4 zeigt die geographische Verteilung der Emissionen der genehmigungs- sowie Wismar, Schwerin und Stralsund. Tabelle 1 Emissionen der genehmigungsbedürftigen Anlagen in Mecklenburg-Vorpommern (M-V) und der Verursachergruppen der TNO-Datenbasis auf dem Gebiet von M-V (Stand

2004).

t/a Genehmigungs- bedürftige

Anlagen

M-V Industrielle

Emissionen

(TNO-

Datenbasis

für das

Gebiet von

M-V) Verkehrsemissionen

(TNO-Datenbasis für das Gebiet von M-V)Haushalte und Klein- verbraucher (TNO-

Datenbasis für

das Gebiet von

M-V) Sonstige

Quellen

(TNO-

Datenbasis

für das

Gebiet von

M-V)

NOx 6168 4077 15838 2053 3555

SO 2

846 1325 276 1496 65

NH 3

2181 1556 353 - -

PM10 1165 1929 1063 759 494

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 6

Abbildung 4 Verteilung der NO

x , PM10 und SO 2 -Emissionen der genehmigungsbedürftigen

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 7

4 PM10- und NO

2 -Ausbreitungsrechnung für Mecklenburg-

Vorpommern: Jahreslauf 2005

4.1 Modellkonfiguration

PM10-Konzentrationen unter Verwendung des anorganischen ISORROPIA-Aerosolmoduls für alle Spezies außer Ozon nach dem für das EMEP-Modell (EMEP, 2003) entwickelten Verfahren aus Hintergrundwerten berechnet. Für Ozon wurden die Randbedingungen aus der Rechnung zur Bestimmung der Hintergrundbelastung von M-V erfolgte in dem Gebiet der von Randbedingungen, die aus dem europaweiten Rechenlauf abgeleitet wurden.

4.2 Basissimulation

Die Abbildung 5 zeigt die für das Jahr 2005 unter Verwendung der industriellen Emissionen von M-V berechneten NO 2 - und PM10-Jahresmittelwerte in Mecklenburg-Vorpommern. Die NO 2 her als im südlichen Teil. Die Emissionsgebiete Schwerin, Wismar, Rostock, Stralsund und 2 -Konzentratio- 2 -Konzentrationen entlang der Schifffahrtsrouten 2 tionen werden in den Bereichen Rostock und Schwerin berechnet. Die berechneten Jahresmittelwerte wurden mit den Messungen aus dem Luftmessnetz von M- V und dem Umweltbundesamt (Zingst) verglichen. Die Lage der Stationen in M-V kann der Abbildung 6 entnommen werden. Rostock, Neubrandenburg, Stralsund und Schwerin sind als insbesondere für die NO 2 -Jahresmittelwerte, bei denen die Konzentrationsunterschiede zwi-

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 8

Abbildung 5 Berechnete NO

2 und PM10-Jahresmittelwerte 2005 für das Gebiet von M-V.

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 9 Abbildung 6 Stationen des Luftgütemessnetzes M-V sowie die UBA-Messstation Zingst. Abbildung 7 Vergleich der berechneten mit den gemessenen NO 2 - und PM10-Jahresmittel- werten in M-V. Die gestrichelten Linien kennzeichnen den +/- 50%-Bereich um die Messung.

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 10

5 Szenarienrechnungen

Es wurden folgende Szenarienrechnungen durchgeführt: Berechnung der Immissionsanteile in M-V verursacht von allen Emissionen in M-V, den Kfz-Emissionen in M-V, den Industriellen Emissionen in M-V.

5.1 Beitrag aller Quellen in M-V zu den berechneten Hintergrund-

konzentrationen Für diese Berechnung wurden alle anthropogenen Quellen in M-V auf Null gesetzt. Da die Emissionen in Schleswig-Holstein oder Brandenburg ebenfalls auf Null gesetzt werden, oder

Emissionen in M-V nicht auf Null gesetzt werden.

Ohne die Emissionen in M-V würden die NO

2 -Jahresmittelwerte nach den Berechnungen in den zentralen Gebieten von M-V auf Werte unter 5 µg/m 3 , in den küstennahen Gebiete auf

Werte um die 10 µg/m

3 zurückgehen (Abbildung 8, oben). Bezogen auf die Konzentrationen des Basislaufs mit allen Emissionen (Abbildung 5) entspricht dies einem Anteil der M-V-

Emissionen in M-V werden mit mehr als 4 µg/m

3 in den Bereichen Schwerin und

Neubrandenburg berechnet (Abbildung 8, unten).

Die Abbildung 9 zeigt die entsprechende Auswertung für die PM10-Jahresmittelwerte. Ohne die Emissionen in M-V würden die PM10-Jahresmittelwerte nach den Berechnungen in M-V zwischen 13 und 18 µg/m 3 liegen (Abbildung 9, oben). Bezogen auf die Konzentrationen des Basislaufs mit allen Emissionen (Abbildung 5) errechnet sich damit für die Emissionen in M- V ein Anteil von 8 bis 18%. Anteile über 20% werden nur im Großraum Rostock berechnet. (Abbildung 9, unten). Der relative Beitrag der Emissionen des Landes Mecklenburg-Vorpommern zu den PM10- Jahresmittelwerten ist also geringer als der relative Beitrag zu den NO 2 -Jahresmittelwerten, der grenznahen Gebiete liegt der Beitrag der Emissionen des Landes Mecklenburg-Vorpom- NO 2 -Hintergrundkonzentrationen zwischen 20 und 50% liegt.

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 11

Abbildung 8 Berechnete NO

2 -Jahresmittelwerte ohne die Emissionen in M-V (oben). Rela- tive Änderung der NO 2 -Jahresmittelwerte bezogen auf die Basissimulation (Mitte). Beitrag der Emissionen in M-V zu den berechneten NO 2 -Jahresmittelwerten mit allen Emissionen (unten).

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 12 Abbildung 9 Berechnete PM10-Jahresmittelwerte ohne die Emissionen in M-V (oben). Rela- tive Änderung der PM10-Jahresmittelwerte bezogen auf die Basissimulation (Mitte). Beitrag der Emissionen in M-V zu den berechneten PM10-Jahresmittelwerten mit allen Emissionen (unten).

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 13 Abbildung 10 Relativer Beitrag der Emissionen des Landes M-V zu den berechneten NO 2 Jahresmittelwerten 2005 bzw. zu den berechneten PM10-Jahresmittelwerten 2005.

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 14

5.2 Der Beitrag der Verkehrs- und der industriellen Emissionen zu den

berechneten Hintergrundkonzentrationen den berechneten NO 2 Verkehrsemissionen und der Emissionen der genehmigungsbedürftigen Anlagen. Es ist offen- sichtlich, dass die Verkehrsemissionen nahezu überall in M-V den dominierenden Anteil am

Beitrag der Emissionen des Landes zu den NO

2 -Hintergrundkonzentrationen haben. In den bis 60 % des Gesamtbeitrages der Emissionen des Landes zu den NO 2 -Hintergrundkonzentra- tionen (Abbildung 12 oben). Lediglich in den Industriegebieten von Wismar und Rostock ist hohe Verkehrsbeitrag hat seine Ursache zum einen in der im Vergleich zu den industriellen x -Emission des Verkehrs 1 . Zum anderen sind die hohe Schornsteine abgeleitet werden. Abbildung 13 und Abbildung 14 zeigen die entsprechenden Auswertungen für PM10. In gro- der Verkehrsemissionen des Landes M-V zu den PM10-Hintergrundkonzentrationen die Schwerin und Neubrandenburg ist der Beitrag der genehmigungsbedürftigen Anlagen zu den betont werden, dass der berechnete Beitrag der PM10-Verkehrsemissionen streng genommen nur für die Hintergrundkonzentrationen außerhalb der Stadtgebiete gilt. In den Stadtgebieten Breite (circa 16 km x 14 km) berechnet wird, da diese Maschenweite nicht ausreicht, um die Der Anteil der Verkehrsemissionen am Gesamtbeitrag der Emissionen des Landes M-V zum PM10-Hintergrund liegt zwischen 5 und 25 %, derjenige der genehmigungsbedürftigen An- lagen zwischen 10 und 70% (Abbildung 14). 1

Es sei angemerkt, dass die Emissionen der genehmigungsbedürftigen Anlagen vom Auftraggeber geliefert

Datenbasis stammen.

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 15 Abbildung 11 Absoluter Beitrag aller Emissionen in M-V zu den berechneten NO 2 -Jahres- mittelwerten (oben), Beitrag der Verkehrsemissionen in M-V (Mitte) und Beitrag der Emissi- onen der genehmigungsbedürftigen Anlagen in M-V (unten).

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 16 Abbildung 12 Relativer Beitrag der Verkehrsemissionen (oben) und der Emissionen der genehmigungsbedürftigen Anlagen (unten) zum NO 2 -Gesamtbeitrag aller Emissionen in M-V (Abbildung 11, oben).

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 17

Abbildung 13

Absoluter Beitrag aller Emissionen in M-V zu den berechneten PM10-Jahres- mittelwerten (oben), Beitrag der Verkehrsemissionen in M-V (Mitte) und Beitrag der Emissi- onen der genehmigungsbedürftigen Anlagen in M-V (unten).

Modellierung der PM10- und NO

2 -Hintergrundkonzentrationen in M-V 18

Abbildung 14

Relativer Beitrag der Verkehrsemissionen (oben) und der Emissionen der genehmigungsbedürftigen Anlagen (unten) zum PM10-Gesamtbeitrag aller Emissionen in M-quotesdbs_dbs25.pdfusesText_31

[PDF] Bericht des Stiftungsvorstandes am 7. Oktober 2011

[PDF] BERICHT DES VORSTANDS der Telefónica Deutschland Holding

[PDF] Bericht downloaden

[PDF] Bericht eines Betroffenen

[PDF] Bericht für das Jahr 2010

[PDF] bericht griechenland - Compagnies Aériennes

[PDF] Bericht Grundschulspielfeste - Badischer Handball

[PDF] Bericht herunterladen

[PDF] Bericht Hostmann Steinberg

[PDF] Bericht im Bardenberger Heimatheft 1992

[PDF] Bericht in der Emder Zeitung

[PDF] Bericht in DQS im Dialog, 50-2007, Seite 13

[PDF] Bericht Interpellation Peter Traber und Mitunterzeichnende

[PDF] Bericht Jubiläumsfest vahs

[PDF] Bericht lesen