Der Einfluss lokaler Verkehrsemissionen auf die Immissionssituation im Großraum Köln - Episoden- und Szenariensimulationen mit einem genesteten Modellsystem -

In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse von Episoden- und Szenariensimulationen zur Bildung sekundärer Schadstoffe während einer Sommersmogperiode im Jahr 1997 vorgestellt. Zur Untersuchung des komplexen Zusammenhangs zwischen der Emission, dem Transport und der Umwandlung sowie der daraus resultierenden Verteilung der Schadstoffe in der Atmosphäre wird das Modellsystem CARLOS verwendet, das im Rahmen dieser Arbeit auf der lokalen Skala weiter entwickelt wird. Besonderes Interesse gilt in diesem Bereich den Emissionen des Straßenverkehrs, da Kraftfahrzeuge sämtliche an der Photosmogbildung beteiligten Schadstoffe emittieren. Da verkehrsbedingte Emissionen einen räumlich und zeitlich stark variablen Charakter aufweisen, werden innerhalb der Modellkette die hochaufgelösten Daten eines dynamischen Verkehrsmodells für die Simulation luftchemischer Prozesse verwendet. Dieser erstmals für luftchemische Untersuchungen verwendete Ansatz bietet zudem die Möglichkeit, Veränderungen der Verkehrsstrukturen unmittelbar bezüglich ihrer Auswirkungen auf die Immissionssituation im Großraum Köln zu untersuchen. Dazu werden für das Stadtgebiet von Köln unterschiedliche Szenarien entwickelt, die verschiedene Planungsvorhaben oder Entwicklungsmöglichkeiten beschreiben. Sowohl die Basissimulationen als auch die Szenarienrechnungen offenbaren eine hohe Sensitivität der Modellergebnisse auf emissionsseitige Variationen. Lokale Änderungen der Verkehrsemissionen wirken sich deutlich auf die Bildung sekundärer Schadstoffe aus. Es zeigt sich dabei eine leichte VOC-Limitierung des chemischen Regimes im Großraum Köln, so dass eine Reduktion der verkehrsbedingten NOx-Emissionen eine erhöhte Ozonproduktion zur Folge hat. Maßnahmen zur Verbesserung des Verkehrsflusses durch den Ausbau des Kölner Autobahnrings bewirken ebenfalls keine Verbesserung der Immissionssituation, da der emissionsmindernde Effekt eines störungsfreien Flusses durch den induzierten Verkehr überkompensiert wird. Die Untersuchungen weisen ferner darauf hin, dass durch den stattfindenden Schadstofftransport lokale Szenarien zur Emissionsreduktion bei der Modellsimulation nicht losgelöst von der Umgebung betrachtet werden können. Die Vorgabe der Konzentrationen an den Modellrändern beeinflusst maßgeblich die im Innern stattfindenden Prozesse. Aufgrund der Anwendung eines Nestingverfahrens erweist sich das Modellsystem CARLOS daher gut geeignet zur Berücksichtigung dieser Aspekte luftchemischer Prozesse auf den verschiedenen Skalen, die bei der Bildung sekundärer Schadstoffe betrachtet werden müssen