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Detailergebnis zu DOK-Nr. 43586

Simulation der Luftverunreinigung durch den Straßenverkehr: eine Übersicht (Orig. engl.: Modelling air pollution from road traffic: a review)

Autoren	E.J. Miller M.I. Hassounah
Sachgebiete	6.9 Verkehrsemissionen, Immissionsschutz

Traffic Engineering + Control 35 (1994) Nr. 9, S. 510-514, zahlr. Q

Die Veröffentlichung gibt einen Überblick über die im englischsprachigen Raum angewendeten Verfahren zur Abschätzung der Luftverunreinigung durch den Straßenverkehr. Die Verfasser beginnen mit einer Erläuterung der Entstehung von Kfz-Abgasen. Die Emission von festen Partikeln und den gasförmigen Stoffen Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden ist bei benzin- und dieselbetriebenen Fahrzeugen im wesentlichen drei Quellen zuzuordnen: dem Kurbelgehäuse, dem Treibstoffsystem und der Abgasanlage. Danach folgt eine Zusammenstellung und Erläuterung der in der Literatur gefundenen einzelnen Modellbausteine, ohne die eine erfolgreiche Simulation nicht möglich wäre: Verkehrsmodelle, Emissionsmodelle und Modelle zur Schadstoffausbreitung. Verkehrsmodelle werden benötigt, um einen ausreichenden Satz von Eingabedaten für die Emissionsmodelle zu erzeugen, z.B. Verkehrsaufkommen, Geschwindigkeiten oder Fahrzyklen. Abschätzungen der Abgasemissionen können auf dem Treibstoffverbrauch der Straßenfahrzeuge basieren. Die benötigten Konversionsfaktoren sind jedoch nur im Falle des Kohlendioxids einfach zu ermitteln. Für die Emissionsabschätzung der anderen Schadstoffe sind zwei andere Verfahren gebräuchlich. Das grobere Verfahren bezieht die Abgasemission auf die Länge einer Fz-Fahrt und die mittlere Geschwindigkeit während der Fahrt. In das Modell gehen weitere Parameter wie Lufttemperatur und Alter sowie Typ des Fahrzeugs ein. Feinere Modelle berücksichtigen, z.B. von Sekunde zu Sekunde, die augenblickliche Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeugs. Die Einzeldaten werden dann zur Emissionsvoraussage pro Fahrzustand, pro Fahrzyklus oder pro zurückgelegtem Weg zusammengefaßt. Die Abschätzung von Immissionskonzentrationen geschieht schließlich durch Modelle zur atmosphärischen Schadstoffausbreitung. Die Euler'sche Näherung arbeitet mit den Kontinuumsgleichungen der mathematischen Physik, um die physikalischen und chemischen Prozesse zu beschreiben, die die Beziehung zwischen Emission und Konzentration herstellen. Wegen seiner Komplexität wird dieses Modell jedoch selten benutzt. Durch das statistische Modell wird versucht, Beziehungen zwischen Konzentrationen und Emissionen durch statistische Techniken, wie Regressionsanalysen, herzustellen. Meßwerte unter gegebenen Randbedingungen werden durch physikalische Theorien interpoliert. Das statistische Verfahren ist jedoch noch nicht weit genug entwickelt. Am weitesten verbreitet sind Langrange-Modelle, die zur Berechnung der Konzentration eines Schadstoffes die wahrscheinlichsten Wege der Schadstoffteilchen ausrechnet. Zu diesem Modelltyp gehören die sogenannten Gauß-Modelle, bei denen die Atmosphäre als stationär und homogen, und die Mitwindkonzentrationen eines Schadstoffes in der Vertikalen und der Querwindrichtung als normalverteilt angenommen werden. Die einzelnen Teile einer Simulation von Schadstoffkonzentrationen sind unabhängig voneinander entwickelt worden, sodaß noch intensive Forschungsarbeit zu leisten ist, um insbesondere die Verkehrs- und Emissionsmodelle miteinander zu verknüpfen,