FAQ

Aus den Fragen, die zu AUSTAL2000 eingegangen sind, wurden die wichtigsten ausgew?hlt und auf dieser Seite zusammen mit einer Antwort aufgeführt. Es wird in Allgemeine Fragen (A) und Spezielle Fragen (S) untergliedert.

Inhaltsverzeichnis

 

A13) Wie ist die Kritik von R. Schenk in "Immissionsschutz" 01/2015 zu bewerten?

Die Verwaltungsvorschrift ⁠TA Luft⁠ legt fest, wie die Allgemeinheit bei der Anlagengenehmigung unter dem Bundes-Immissionsschutzgesetz vor sch?dlichen Luftverunreinigungen zu schützen ist. Teil dieser Regelung ist ein Ausbreitungsmodell auf Grundlage der Richtlinie VDI 3945 Blatt 3, für das im Auftrag des Umweltbundesamtes die Referenzimplementierung AUSTAL2000 entwickelt wurde. Unter dem Titel ?AUSTAL 2000 ist nicht validiert“ führt R. Schenk in "Immissionsschutz" 01/2015 mehrere Beispiele an, um AUSTAL2000 und die Richtlinie VDI 3945 Blatt 3 zu falsifizieren.

Wie eine genauere Analyse zeigt, sind die Ergebnisse von AUSTAL2000 richtig, w?hrend die von R. Schenk herausgestellten Widersprüche auf grundlegenden Fehlern in seiner Beweisführung beruhen. Eine detaillierte Ausführung ist in der Ausgabe "Immissionsschutz" 03/2015 erschienen (Alfred Trukenmüller, Wolfgang B?chlin, Wolfram Bahmann, André F?rster, Uwe Hartmann, Heike Hebbinghaus, Ulf Janicke, Wolfgang J. Müller, Jost Nielinger, Ralf Petrich, Nicole Schmonsees, Uwe Strotk?tter, Thomas Wohlfahrt, Sabine Wurzler: Erwiderung der Kritik von Schenk an AUSTAL2000 in Immissionsschutz 01/2015 - AUSTAL2000 ist verifiziert und validiert).

 

A12) Was ist bei der r?umlichen Mittelung von Geruchsstundenh?ufigkeiten zu beachten?

Das Vorliegen einer Geruchsstunde wird programmintern durch den Vergleich des in einer Gitterzelle bestimmten Stundenmittels der Konzentration mit der Beurteilungsschwelle festgestellt. Dafür mu? die Konzentration r?umlich hinreichend aufgel?st sein. Für Stundenmittel ist im allgemeinen eine h?here r?umliche Aufl?sung als für Langzeitmittel erforderlich. Dieser Punkt kann insbesondere im Nahbereich von bodennahen Punktquellen von Bedeutung sein. Als Faustregel sollten in diesem Fall zwischen Quelle und Aufpunkt mindestens 5 Gitterzellen liegen. Ist die Gittermasche zu gro?, wird die Konzentration nicht ausreichend aufgel?st und die daraus abgeleitete Geruchsstundenh?ufigkeit wird unter Umst?nden je nach Emissionsrate unter- oder übersch?tzt.

Auf Grundlage der r?umlich hinreichend aufgel?sten Ergebnisse einer Ausbreitungsrechnung k?nnen im Nachhinein gr??erfl?chige Mittel bestimmt werden. Hierfür kann beispielsweise das kleine Hilfprogramm A2KArea.jar eingesetzt werden, das auf www.austal2000g.de inklusive kurzem Hilfetext zur Verfügung gestellt wird. Diese Besonderheit der r?umlichen Mittelung von Geruchsstundenh?ufigkeiten liegt in der nichtlinearen Beziehung zwischen Geruchsstunde und Konzentration begründet (ja/nein-Entscheidung: Konzentration über oder unter der Beurteilungsschwelle). Für die r?umliche Mittelung einer Konzentration k?nnen direkt die auf einem gr?beren Netz ausgewiesenen Konzentrationswerte herangezogen werden.

 

A11) Was mu? bei der Angabe der Koordinaten zum Rechengitter beachtet werden?

  1. Alle Koordinatenangaben erfolgen in Meter.
  2. Alle Koordinatenangaben bis auf den Referenzpunkt müssen betragsm??ig kleiner als 200000 sein. Der Referenzpunkt mu? entsprechend gew?hlt werden.
  3. Um interne Rundungsprobleme zu vermeiden, sollte die Angaben zum Rechengitter (linker Rand, unterer Rand, Maschenweite), zum Referenzpunkt und zur Anemometerposition in ganzzahligen Meterwerten erfolgen.
 

A10) Wie werden staubf?rmige Komponenten vorgegeben und ausgewertet?



Für die Stoffe

  • pm (Staub allgemein),
  • as (Arsen),
  • pb (Blei),
  • cd (Cadmium),
  • ni (Nickel),
  • hg (Quecksilber),
  • tl (Thallium),
  • xx (Unbekannt)


k?nnen die im Anhang 3 der ⁠TA Luft⁠ definierten Korngr??enklassen 1 bis 4 und die Klasse "unbekannt" durch Anh?ngen von "-1", "-2", "-3", "-4" und "-u" hinter den Stoffnamen (ohne Hochkomma) verwendet werden. Die beiden Komponenten "1" und "2" repr?sentieren die Bestandteile des Schwebstaubes (PM-10). Die Komponenten "3", "4" und "u" werden intern in der Ausbreitungsrechnung getrennt von den? Komponenten "1" und "2" gerechnet, da sie unterschiedliche Sedimentationsgeschwindigkeiten besitzen.

Die Konzentrationsdateien (z.B. pb-j00z.dmna) enthalten automatisch die Konzentrationssummen der Komponenten "1" und "2", da sich die Immissionswerte der Konzentration nach TA Luft auf Schwebstaub PM-10 beziehen (für die Stoffe hg und xx wird auch die gasf?rmige Komponente in die Konzentrationssumme einbezogen). In den Depositionsdateien (z.B. pm-depz.dmna) ist der Beitrag aller Komponenten aufsummiert.

Ist man an der luftseitigen Konzentration einer der Komponenten "3", "4" oder "u" interessiert, kann die Ausbreitungsrechnung mit dem gasf?rmigen Ersatzstoff "xx" und expliziter Setzung von Sedimentations- und Depositionsgeschwindigkeit über NOSTANDARD-Einstellungen durchgeführt werden. Beispiel für die Ausweisung der luftseitigen Konzentration der Korngr??enklasse 3:

??? os "NOSTANDARD;Vs=0.04;Vd=0.05"
??? xx? 100

Man beachte, da? die mit der NOSTANDARD-Einstellung vorgegebene Sedimentations- und Depositionsgeschwindigkeit für s?mtliche in der Ausbreitungsrechnung verwendeten Stoffe benutzt wird.

 

A09) Wie kann ich die Geschwindigkeit einer Ausbreitungsrechnung optimieren?

  1. Die Qualit?tsstufe qs sollte geeignet gew?hlt werden. Je gr??er die Qualit?tsstufe, desto mehr Simulationspartikel werden verwendet und desto l?nger dauert die Rechnung. Die Qualit?tsstufe mu? gro? genug sein, um die zu berechnenden Kenngr??en mit hinreichender Genauigkeit, d.h. mit hinreichend kleiner statistischer ⁠Unsicherheit⁠ bestimmen zu k?nnen. Die Bestimmung von Kurzzeitwerten erfordert eine h?here Qualit?tsstufe als die Bestimmung von Jahresmitteln. Bei niedriger Qualit?tsstufe werden die maximalen, unabh?ngig vom Ort bestimmten Kurzzeitwerte übersch?tzt, in den anderen F?llen kann die statistische Unsicherheit unter Umst?nden durch einen Sicherheitsaufschlag berücksichtigt werden (siehe ⁠TA Luft⁠, Anhang 3, Abschnitt 9 und Abschlu?bericht zu AUSTAL2000, Kapitel 13).
  2. Die horizontale Maschenweite und Anzahl der Maschen sollte dem Problem angemessen gew?hlt werden. Je gr??er die Anzahl der Maschen, desto l?nger dauert eine Rechnung. Oft bietet hier eine Netzschachtelung einen Vorteil. Bei Rechnungen in ebenem Gel?nde und einer gro?en Quellüberh?hung ist es unter Umst?nden auch angemessen, eine gr??ere Maschenweite zu w?hlen als die, die standardm??ig von AUSTAL2000 vorgeschlagen wird und sich an der Schornsteinbauh?he orientiert.
  3. Rechnungen für komplexes Gel?nde (Gel?ndeprofil und/oder Geb?ude) sind erheblich aufwendiger und rechenintensiver als solche für ebenes Gel?nde. Sie sollten nur durchgeführt werden, wenn dies auch wirklich erforderlich ist.
  4. Programm und Projektdateien sollten sich bei aufwendigen Rechnungen (insbesondere bei Verwendung von Windfeldbibliotheken) auf demselben Rechner befinden, da der Datentransfer über das Intranet die Rechnung deutlich verz?gern kann.
  5. Es sollte genügen freier Arbeitsspeicher (RAM) zur Verfügung stehen, da die Daten sonst vom System auf der Festplatte ausgelagert werden. Empfohlen werden 500 MB Arbeitsspeicher, bei aufwendigen Rechnungen in komplexem Gel?nde kann auch 1 GB erforderlich sein.
  6. Es sollten die mit dem Microsoft- bzw. Intel-Compiler erstellten Programmversionen und eine m?glichst aktuelle Rechnertechnologie (Prozessor, Taktfrequenz, Motherboard) verwendet werden (für Geschwindigkeitsvergleiche siehe AUSTAL2000-Handbuch, Anhang B).
  7. Auf dem Rechner sollten nicht zur gleichen Zeit andere rechenintensive Programme ablaufen.
 

A08) Warum führt AUSTAL2000 eine Rechnung für komplexes Gel?nde nicht durch?

  • Wenn das Windfeldprogramm taldia.exe nicht im gleichen Ordner wie austal2000.exe steht.
  • Wenn in austal2000.txt über die Parameter gx und gy Gau?-Krüger-Koordinaten festgelegt wurden, müssen auch in der Oberfl?chendatei (zg00.dmna oder die mit dem Parameter gh angegebene Datei) Gau?-Krüger-Koordinaten verwendet werden: bei Verwendung einer Oberfl?chendatei im Arcinfo- und DMN-Format geschieht dies im Dateikopf, bei Vorgabe des Gel?ndeprofils über XYZ-Tripel müssen X und Y Gau?-Krüger-Koordinaten sein. Wird das Gel?ndeprofil nicht in Gau?-Krüger-Koordinaten vorgegeben, dürfen in austal2000.txt auch die Parameter gx und gy nicht gesetzt werden; in diesem Fall mu? die Rauhigkeitsl?nge (Parameter z0) explizit vorgegeben werden.
  • Wenn das Gel?ndeprofil nicht das gesamte Rechengebiet abdeckt. Das Rechengebiet wird von AUSTAL2000 anhand der Bauh?hen der Quellen automatisch festgelegt, es kann aber auch explizit vorgegeben werden (Parameter x0, y0, dd, nx, ny).
 

A07) Warum stehen in der Log-Datei austal2000.log Ergebnisse alter Rechnungen?

AUSTAL2000 l?scht eine bestehende Log-Datei nicht, sondern h?ngt die neuen Eintr?ge hinten an. Dies ist notwendig, um z.B. auch nachtr?glich Auswertungen vornehmen zu k?nnen, ohne da? die schon in der Log-Datei vorhandenen Informationen zur Rechnung gel?scht werden. Wenn AUSTAL2000 mit der Option -D als erstes Argument aufgerufen wird, werden die alten Eintr?ge gel?scht.

 

A06) Ist in AUSTAL2000 die Berechnung von nasser Deposition vorgesehen?

Nein.

 

A05) Wie ist das Gau?-Krüger-System festgelegt?

Das Gau?-Krüger-System stellt die transversale, winkeltreue ⁠Projektion⁠ mit l?ngentreuer Abbildung des Hauptmeridians bei 3 Grad breiten Streifen unter Verwendung von Bessel-Ellipsoid und Potsdam-Datum dar. Hauptmeridiane sind 3, 6, 9, ... Grad ?stlicher L?nge.

 

A04) Wie bekomme ich eine übersicht über die Programm-Eingabeparameter?

Die Eingabeparameter sind in der Dokumentation zu AUSTAL2000 beschrieben.

 

A03) Wie kann ich die Eingabedatei austal2000.txt editieren?

Mit jedem beliebigen Text-Editor. Achten Sie darauf, da? die Datei als Textdatei und nicht als RTF-Datei, Word-Dokument oder ?hnliches abgespeichert wird. Unter Windows z.B. finden Sie einen einfachen Editor über die Menu-Folge Start/Programme/Zubeh?r/Editor.

 

A02) Wie kann ich mir die Ausgabedatei austal2000.log anschauen?

Mit jedem beliebigen Text-Editor. Unter Windows z.B. finden Sie einen einfachen Editor über die Menu-Folge Start/Programme/Zubeh?r/Editor.

 

A01) Wie kann ich mir eine der Ausgabedateien mit der Endung ".dmna" anschauen?

Mit jedem beliebigen Text-Editor. Unter Windows z.B. finden Sie einen einfachen Editor über die Menu-Folge Start/Programme/Zubeh?r/Editor. Die Datei kann auch mit Excel ge?ffnet werden, die Daten im Datenteil (Zeilen nach dem *) sind durch Tabulatoren voneinander getrennt. Das genaue Dateiformat ist in der Dokumentation zu AUSTAL2000 ausführlich beschrieben.

 

S19) Was ist bei einer Modifikation der Einstellungsdatei (austal2000/n.settings) zu beachten?

Die Einstellungsdatei (austal2000.settings bzw. austal2000n.settings) sollte im Regelfall nicht ver?ndert werden. ?nderungen müssen in jedem Fall sehr sorgf?ltig überlegt und auf ihre Effekte hin überprüft werden. Spezielle Aspekte:

  • Die Auswertung von h?chsten Stundenmitteln ist im Programm nur für gasf?rmige Stoffe implementiert (entsprechend den Anforderungen der aktuellen ⁠TA Luft⁠). Daher bricht das Programm ab, wenn es für diese Auswertung keine gasf?rmige Komponente findet. Selbst wenn es sie gibt, ist die Auswertung nicht sinnvoll, da bei h?chsten Stundenmitteln keine automatische Addition der Staub-Komponenten 1 und 2 wie bei Jahres- und Tagesmitteln durchgeführt wird. Wenn eine Auswertung von h?chsten Stundenmitteln erfolgen soll, mu? das Spektrum der m?glichen Komponenten auf "0-0" gesetzt werden.
 

S18) Wie sollten Kalmen in einer AKTerm festgelegt sein?

Nach der ⁠DWD⁠-Spezifikation einer AKTerm sind Kalmen (Stunden mit Windstille) durch die Windrichtung 0 zu kennzeichnen (Wind aus Nord wird durch 360 Grad festgelegt). Gleichzeitig sollte auch die Windgeschwindigkeit auf 0 gesetzt sein: Zum einen aus naheliegender Plausibilit?t, zum anderen, damit die Vorschrift zur Festlegung der Richtungsverteilung gem?? Abschnitt 8.2 im Anhang 3 der ⁠TA Luft⁠ konsistent umgesetzt werden kann. Eine Windrichtung 0 sollte also immer mit Windgeschwindigkeit 0 und eine Windgeschwindigkeit 0 mit Windrichtung 0 einhergehen. Das ist auch die Konvention des DWD. Das Programm Austal2000 identifiziert Windstille anhand einer Windgeschwindigkeit gleich 0.

 

S17) Worauf mu? bei der Verwendung extern erzeugter Windfelder geachtet werden?

  • Die Windfelder müssen auf dem Arakawa-C-Netz definiert sein.
  • Vor der Ausbreitungsrechnung wird intern die Restdivergenz in jeder Gitterzelle durch einfache Anpassung der z-Komponente beseitigt. Die bereitgestellten Windfelder sollten daher m?glichst divergenzfrei sein, damit sich diese Anpassung auf ein Minimum beschr?nkt.
  • Geb?ude: Geb?ude werden auf dem Gitter aufgel?st. Eine Zelle wird als Geb?udezelle angesehen, wenn die Vertikalkomponente Vs des Windvektors auf dem Zellenboden einen Wert kleiner gleich -99 m/s hat. Unterhalb einer Geb?udezelle darf sich keine freie Zelle befinden (dies führt entweder zu einer Fehlermeldung oder zu fehlerhaften Konzentrationswerten).
  • Gel?ndeprofil in Kombination mit Netzschachtelung: AUSTAL2000 pa?t die in den Dateien srfa0li.dmna definierten z-Werte für die ?u?ersten zwei Randstreifen der inneren Netze anhand der Daten des n?chst gr?beren Netzes so an, da? ein m?glichst glatter übergang zwischen den Netzen gew?hrleistet ist. Die so "getunten" z-Werte werden in die von?AUSTAL2000 erzeugten Windfelddateien ausgeschrieben. Diese Werte müssen auch für die externen Windfelder verwendet werden. AUSTAL2000 prüft die übereinstimmung von z-Werten in der Windfelddatei mit den intern erzeugten Werten und bricht bei Abweichungen mit einer entsprechenden Fehlermeldung ab.
 

S16) Warum ist eine Qualit?tsstufe 2 in manchen Situationen nicht ausreichend, um die Geruchsstundenh?ufigkeit zuverl?ssig zu bestimmen?

Um systematische Effekte bei der Berechnung der Geruchsstundenh?ufigkeit auszuschlie?en (siehe Erl?uterungen im Anhang des AUSTAL2000- Handbuches), mu? mit einer genügend gro?en Zahl von Simulationspartikeln gerechnet werden. In der Regel (eine oder mehrere, dicht beieinander liegende, meist bodennahe Quellen) ist dafür bei Zeitreihenrechnungen eine Qualit?tsstufe 2 ausreichend. Wenn die Quellen jedoch sehr weit voneinander entfernt sind oder eine emissionsseitig dominierende Quelle aufgrund ihrer Bauh?he und/oder überh?hung kaum zur Gesamtimmission beitr?gt (aber trotzdem die meisten Partikel, die entsprechend der Quellst?rke aufgeteilt werden, auf sich zieht), kann eine deutlich h?here Rate erforderlich sein. Wenn der systematische Effekt unterbunden wird, ist die ausgewiesene (absolute) statistische ⁠Unsicherheit⁠ auch bei Geruchsstunden eine vertrauenswürdige Sch?tzung. Im Standardmodus kann in AUSTAL2000 eine Qualit?tsstufe (Parameter qs, Standardwert 0) von maximal 4 angegeben werden. Eine Stufe gr??er als 4 kann im NOSTANDARD-Modus gesetzt werden (Parameter os mu? das Kennwort NOSTANDARD enthalten).

 

S15) Wie kommen die von der Rauhigkeitsl?nge abh?ngigen Anemometerh?hen in den AKTerm-Dateien des DWD zustande?

Zur übertragung der meteorologischen Me?daten (insbesondere der Windgeschwindigkeit), die an einem Standort mit einer bestimmten Rauhigkeitsl?nge gemessen wurden, auf einen anderen Standort mit einer anderen Rauhigkeitsl?nge gibt der ⁠DWD⁠ (Deutscher Wetterdienst) im Kopf seiner AKTerm-Dateien die Anemometerh?he über Grund als Funktion der Rauhigkeitsl?ngenklasse an. Wenn die Anemometerh?he nicht explizit vorgegeben wird, liest AUSTAL2000 den zur verwendeten Rauhigkeitsklasse geh?rigen Wert automatisch aus der AKTerm-Datei aus und benutzt ihn (siehe Hinweis in der Protokolldatei austal2000.log). Das Verfahren zur Herleitung der Anemometerh?hen erl?utert der DWD in folgendem Dokument: Bestimmung_ha_e2005.pdf.

 

S14) Welche Aspekte sind bei geschachtelten Netzen zu beachten?

?

  • Ein feines Netz mu? vollst?ndig im n?chst gr?beren Netz enthalten sein.
  • Die Maschenweite nimmt zum n?chst gr?beren Netz um den Faktor 2 zu.
  • Alle Netze verwenden das gleiche Vertikalraster (Parameter hh). Die Vertikalausdehnung ist bei Rechnungen ohne Geb?ude für alle Netze gleich der Ausdehnung des Vertikalrasters. Bei Rechnungen mit Geb?uden wird die Ausdehnung durch den Parameter nz (Anzahl der Maschen in z-Richtung) festgelegt; standardm??ig wird er so gesetzt, da? das feinste Netz bis zur doppelten H?he des h?chsten Geb?udes reicht, alle anderen Netze haben die Ausdehnung des Vertikalrasters.
  • Partikel, die ein feines Netz verlassen (entweder an den Seitenr?ndern oder bei Rechnung mit Geb?uden an der Oberkante), werden in das n?chst gr?bere Netz übernommen (die umgekehrte übernahme von einem gr?beren Netz in ein feineres Netz gibt es nicht). Partikel, die das gr?bste Netz verlassen, werden verworfen.
  • Bei der Bestimmung der Konzentration werden die Teilwerte der einzelnen Netze automatisch vom Programm aufaddiert.Die ausgewiesene Konzentrationsverteilung für ein Netz ist also die für diesen Raumbereich berechnete Gesamtkonzentration.
  • Bei Rechnungen mit Geb?uden werden diese für die Berechnung des Windfeldes nur im feinsten Netz berücksichtigt. Der Abstand der seitlichen Netzr?nder zu den Geb?uden sollte daher mindestens 5 Geb?udeh?hen betragen. Die Zusatzturbulenz wird in der Regel auch noch für das zweitfeinste Netz berechnet. Hier sollte der Abstand der seitlichen Netzr?nder zu den Geb?uden mindestens 10 Geb?udeh?hen betragen.

?

 

S13) Warum gibt es bei meiner Rechnung mit Geb?uden von 0 verschiedene Konzentrationswerte innerhalb der Geb?udezellen?

Bei Verwendung einer Netzschachtelung werden die Geb?udezellen nur im feinsten Netz berücksichtigt. Partikel, die nicht im feinsten Netz freigesetzt werden oder solche, die das feinste Netz verlassen und sp?ter (z.B. durch Drehung der Windrichtung) im gr?beren Netz wieder in den Raumbereich des feinsten Netzes eintreten, "sehen" die Geb?udezellen nicht und k?nnen somit hier einen Konzentrationsbeitrag liefern (der im zweiten Fall meist sehr klein ist).

 

S12) Wird bei der Vorgabe externer Felder die potentielle Temperatur ausgewertet?

Die Angaben zur potentiellen Temperatur in den Feldern v????a00.dmna werden nur ausgewertet (zur Berechnung der Wichtungsfaktoren Av), wenn das Windfeld nicht explizit vorgegeben wird.

 

S11) Warum bricht AUSTAL2000 bei komplexem Gel?nde mit der Meldung "improper wind field (Vs > 25.0)!" ab?

Vermutlich wurde für die Anemometerposition ein Ort gew?hlt, an dem keine freie Anstr?mung gew?hrleistet ist, so da? die mit dieser Angabe erzeugten Windfelder unrealistische Vertikalkomponenten besitzen (siehe Handbuch, Abschnitt 2). Eine weitere M?glichkeit ist die Verwendung eines Gel?ndeprofils mit zu starken Steigungen (nach ⁠TA Luft⁠ sollte die Steilheit nicht gr??er als 1/5 sein), bei dem dann in gr??eren H?hen des gel?ndefolgenden Koordinatensystems eine zu hohe Komponente Vs senkrecht zum Boden einer Gitterzelle ausgewiesen wird.

 

S10) Warum kann das Maximum von Deposition und Konzentration an unterschiedlichen Orten auftreten?

Die ⁠Deposition⁠ wird aus der Konzentration unmittelbar über dem Erdboden berechnet, die ausgewiesene bodennahe Konzentration ist dagegen ein Mittelwert über den Vertikalbereich von 0m bis 3m über dem Erdboden. Im Prinzip ist es daher m?glich, da? für Konzentration und Deposition aufgrund der unterschiedlichen Stichprobenfehler unterschiedliche Orte ausgewiesen werden.

Aerosole⁠ und nicht-bodennahe Quellen: Bei labiler ⁠Schichtung⁠ (starke vertikale Aufweitung der Spurenstoffwolke) entsteht ein relativ hohes bodennahes Konzentrationsmaximum im quellnahen Bereich. Bei stabiler Schichtung gelangt die Fahne praktisch nicht zum Erdboden, au?er bei sedimentierenden Aerosolen, wo das Absinken der Fahnenachse auf ein Konzentrationsmaximum weiter entfernt von der Quelle führt. Da sedimentierende Aerosole eine gro?e Depositionsgeschwindigkeit besitzen, ist hier auch die Deposition relativ hoch. Bei geeigneter Gewichtung der Korngr??enklassen und einzelner meteorologischer Situationen kann es somit vorkommen, da? das Maximum der Konzentration im quellnahen Bereich, das der Deposition dagegen weiter entfernt hiervon liegt.

 

S09) Wie kann ich gleichzeitig überh?hungen nach VDI 3782/3 und VDI 3945/3 behandeln?

In einer Rechnungen mit mehreren Quellen soll die Quellüberh?hung einiger Quellen nach VDI 3782 Blatt 3 und einiger nach VDI 3945 Blatt 3 modelliert werden. Dies wird erreicht, indem für alle Quellen die Parameter qq (W?rmestrom in MW), sq (Zeitskala in s) und vq (Ausstr?mgeschwindigkeit in m/s) angegeben werden. Für die Modellierung nach VDI 3782 Blatt 3 mu? sq auf einen negativen Wert (z.B. -1), für die Modellierung nach VDI 3945 Blatt 3 auf einen Wert gr??er gleich null (qq wird in diesem Fall ignoriert) gesetzt werden.

 

S08) Die berechnete Immissionskonzentration kann h?her sein als die Emissionskonzentration. Wie kommt das?

Diese Frage wird ausführlicher in dem Projektbericht zu AUSTAL2000 behandelt. Beispielrechnungen hierzu befinden sich in dem Paket a2k-<version>-test-area.zip auf der vorigen Seite.

 

S07) Warum ?ndern sich Konzentrationswerte teilweise stark, wenn ich die Maschenweite ver?ndere

Die mit AUSTAL2000 berechneten Konzentrationswerte sind Volumenmittel über eine Gitterzelle. Daher führt eine zu gro?e horizontale Maschenweite der Gitterzellen zu einer Verschmierung der Konzentrationsverteilung, insbesondere bei den Konzentrationsmaxima. Nach Anhang 3 der ⁠TA Luft⁠ 2002 ist die Maschenweite so zu w?hlen, da? die Konzentrationsmaxima hinreichend aufgel?st werden. Das ist in der Regel der Fall, wenn die Maschenweite nicht gr??er ist als die Bauh?he der Quelle.

 

S06) Warum ergeben sich in meiner Rechnung relativ hohe NO2-Konzentrationen?

Haben Sie die Quellst?rken richtig definiert? AUSTAL2000 berechnet die Stoffe NO und NO2 getrennt unter Berücksichtigung der chemischen Umsetzung von NO zu NO2. Als Quellst?rke mu? also nicht NOX als NO2, sondern getrennt NO und NO2 vorgegeben werden. Das emittierte NO wird erst mit der Zeit in NO2 umgesetzt.

 

S05) Warum h?ngt die Verteilung der maximalen Stundenmittel praktisch nicht von der verwendeten AKS ab?

Bei einer AKS-Rechnung werden eine Reihe von meteorologischen Situationen durchgerechnet und mit entsprechenden H?ufigkeitsgewichten zu einem Jahresmittel addiert, wobei die einzelnen Situationen als Stundenmittel interpretiert werden. Da die ermittelten maximalen Stundenmittel nicht von der H?ufigkeit ihres Auftretens abh?ngen und in der Regel alle Windrichtungen und Ausbreitungsklassen mit einer von null verschiedenen H?ufigkeit auftreten, ist die Verteilung der maximalen Stundenmittel isotrop und praktisch nur von der Quellkonfiguration abh?ngig. Das gleiche Argument trifft ansatzweise auch auf mehrj?hrige meteorologische Zeitreihen zu. Erst bei der Mittelung über verschiedene meteorologische Situationen wie sie bei der Bestimmung von Jahresmitteln, Tagesmitteln oder der Stundenmittel mit 18 überschreitungen auftritt, gewinnt die H?ufigkeitsverteilung der meteorologischen Situationen an Bedeutung.

 

S04) In meiner AKS-Rechnung ergeben sich vereinzelte, sehr hohe maximale Stundenmittel, warum?

Maximale Stundenmittel (S00) besitzen aufgrund des kurzen Mittelungszeitraums eine gr??ere statistische ⁠Unsicherheit⁠ als Tages- oder Jahresmittel. Vor allem bei Rechnungen mit einer AKS, wo die Anzahl der emittierten Teilchen proportional zur H?ufigkeit der meteorologischen Situation gew?hlt wird, kann es vorkommen, da? die statistische Unsicherheit der S00-Werte sehr gro? ist und da? in der Verteilung einzelne Felder ungew?hnlich hohe Werte aufweisen. Bei einer genaueren Rechnung verschwinden diese Ausrei?er, da die statistischen Schwankungen zu einer übersch?tzung der Maxima einer r?umlichen Verteilung führen.
Diesem Umstand wird Rechnung getragen, indem bei einer AKS-Rechnung eine erh?hte minimale Teilchenzahl pro meteorologische Situation benutzt wird. Die Rechendauer wird hierdurch etwas verl?ngert, die statistische Unsicherheit der Kurzzeitwerte jedoch reduziert. Im Anhang des Handbuches zu AUSTAL2000 finden Sie eine ausführliche Diskussion zu der statistischen Unsicherheit von Kurzzeitwerten.

 

S03) Warum kann das Depositionsmaximum von Pb und Cd bei gleicher Quellst?rke und gleichen Korngr??enklassen an unterschiedlichen Orten erscheinen?

Da in diesem Fall beide Stoffe bei der Ausbreitungsrechnung in identischer Art und Weise behandelt werden, würde man im Ergebnis auch das Immissionsmaximum an der gleichen Stelle erwarten. Entsprechend dem TA-Luft-Entwurf werden die Immissionskenngr??en aber in gerundeter Form angegeben, die ⁠Deposition⁠ von Pb auf 0.1 μg/(m2*d), die von Cd auf 0.001 μg/(m2*d) genau. Für eine Situation, in der zwei Raumbereiche n?herungsweise gleich gro?e Immissionsmaxima aufweisen (z.B. bei einer Zeitreihenrechnung mit der Test-AKTerm anno95.akt), k?nnen diese Rundungseffekte dazu führen, da? das Maximum für Pb in dem einen, das Maximum von Cd in dem anderen Raumbereich ausgewiesen wird.

 

S02) Warum nimmt die statistische Unsicherheit zu, wenn ich die Quellh?he vergr??ere?

Wird die Quellh?he vergr??ert, so erreichen weniger Simulationsteilchen den Boden, die statistische ⁠Unsicherheit⁠ bei der Bestimmung der bodennahen Konzentration nimmt also zu. In der Regel wird aber bei gr??erer Bauh?he auch eine gr??ere horizontale Maschenweite gew?hlt, wodurch aufgrund des gr??eren r?umlichen Mittelungsintervalls die statistische Unsicherheit wieder abnimmt.

 

S01) Warum nimmt die Rechenzeit zu, wenn ich mehrere Staub-Gr??enklassen verwende?

Der Qualit?tsparameter qs legt fest, wieviele Simulationsteilchen in der Ausbreitungsrechnung pro Stoffklasse emittiert werden. Die Stoffklassen unterscheiden sich durch den Wert ihrer Sedimentationsgeschwindigkeit. Die Aufteilung in Stoffklassen ist notwendig, da ein Simulationspartikel nicht gleichzeitig mit zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten absinken kann. Gase und die Korngr??enklassen 1 und 2 besitzen die Sedimentationsgeschwindigkeit 0, sie bilden also eine Stoffklasse, drei weitere Stoffklassen werden von den Korngr??enklassen 3, 4 und unbekannt gebildet. Je mehr Stoffklassen in den zu rechnenden Stoffen vertreten sind, desto mehr Simulationspartikel müssen emittiert werden, desto l?nger wird also die Rechenzeit. Die Anzahl der Stoffe innerhalb einer Stoffklasse hat dagegen keinen Einflu? auf die Rechenzeit, da ein Simulationspartikel alle Stoffe seiner Stoffklasse mit sich tr?gt.

Teilen:
Artikel:
Drucken Senden
Schlagworte:
 AUSTAL 2000  Ausbreitungsrechnung  TA Luft  AUSTAL2000  AUSTAL2000N  AUSTAL 2000 N