Die Zukunft der städtischen Luftqualität
Der Straßenverkehr in Städten und insbesondere die Fahrzeugemissionen haben erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit der Bevölkerung und die Umwelt. Obwohl es Fortschritte bei der Senkung der Emissionen gibt, sind sie nach wie vor einer der größten Verursacher von Luftverschmutzung in städtischen Gebieten. Viele Städte haben noch immer mit stark verschmutzten Verkehrsschwerpunkten zu kämpfen, die gezielte Maßnahmen erfordern, um europäische Luftqualitätsnormen zu erfüllen. Die derzeitigen regionalen Emissionsmodelle können jedoch die städtischen Emissionsschwerpunkte nicht effizient erfassen. Die Untersuchung von Verschmutzung hochbelasteten Orten erfordert hochauflösende (mikroskopische) Emissionsmodelle. Diese Modelle berücksichtigen Staus durch eine genaue Analyse des Fahrverhaltens anhand von sekundengenauen Geschwindigkeitsdaten, die aus direkten Messungen oder Verkehrssimulationen stammen. Sie können ebenso Emissionsfaktoren berücksichtigen, die nach Motor- oder Fahrzeugbetriebsbedingungen berechnet werden. Solche Modelle können dabei helfen zu verstehen, wie der Straßenverkehr zu den Schadstoffemissionen und der Exposition der Bevölkerung beiträgt.
Emissionen des Straßenverkehrs modellieren
Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt IRTEMS hatte zum Ziel, das Verständnis der Verkehrsemissionen in Städten durch ein hochauflösendes Modellsystem zu verbessern. Im Einklang mit den Zielen der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung und den EU-Strategien sollten genaue, detaillierte Daten über Verkehrsemissionen bereitgestellt und Lösungen zur Verringerung der Luftverschmutzung in städtischen Gebieten erarbeitet werden. „IRTEMS erkundete einen neuen Ansatz zur Modellierung von Straßenverkehrsemissionen mit hoher Auflösung auf Stadtebene: Wir analysierten verschiedene mikroskalige Modelle, die weltweit eingesetzt werden, um die Schlüsselfaktoren zu ermitteln, die die Komplexität der Emissionsmuster in städtischen Gebieten beschreiben“, erklärt die über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Forschungsstipendiatin Christina Quaassdorff. IRTEMS beinhaltete einen internationalen Austausch in den USA, wo das Team mit Sachverständigen für Emissionsmessung und -modellierung zusammenarbeitete. Diese Zusammenarbeit trug zur Erstellung eines leistungsfähigen Simulationssystems bei, das die Verkehrsemissionen genauer erfasst.
Präzise Schätzung der Verkehrsemissionen
Die Analyse von drei verschiedenen Modellen half dem Team, Schlüsselfaktoren zu bestimmen, die die Emissionsergebnisse beeinflussen, und die Grenzen jedes Modells für die Anwendung in größeren räumlichen Bereichen aufzuzeigen. Die Ergebnisse verdeutlichten, dass die Motorleistung und die Fahrzeuggeschwindigkeit für die Abschätzung der Emissionen entscheidend sind. Ein wichtiges Projektergebnis war die Demonstration, wie diese Faktoren in mikroskalige Modelle integriert werden können. Zudem wurde in der Studie analysiert, wie sich die Mittelung dieser Daten über längere Zeiträume auf die Genauigkeit der Emissionsergebnisse auswirkt. Diese Erkenntnisse werden dazu beitragen, die Grenzen der derzeitigen großmaßstäblichen Verkehrsdaten zu überwinden, und könnten in Zukunft als Grundlage für die Verbesserung detaillierter Emissionsanalysen für ganze Städte dienen.
Auswirkungen und zukünftige Ausrichtung
Insgesamt hat das Projektteam erhebliche Fortschritte bei der Verfeinerung der Modelle für Verkehrsemissionen und der Verbesserung ihrer Anwendung im städtischen Umfeld erzielt. Der erarbeitete Ansatz weist eine hohe Genauigkeit bei der Lokalisierung von Emissionsschwerpunkten auf und belegt das Potenzial der Verwendung von mikroskaligen Emissionsmodellen, um Gebiete mit hoher Umweltverschmutzung in Städten zu erfassen. Die im Rahmen des Projekts durchgeführten Forschungsarbeiten werden den Städten helfen, die Quellen ihrer verkehrsbedingten Luftverschmutzung besser zu erkennen und gezieltere Maßnahmen zur Senkung der Emissionen in städtischen Gebieten zu ergreifen. „Wichtig ist, dass IRTEMS eine leistungsstarke Ressource zur detaillierten Modellierung von Straßenverkehrsemissionen für große städtische Gebiete in Europa und anderen Regionen bietet“, so Quaassdorff abschließend.
Schlüsselbegriffe
IRTEMS, mikroskalige Modelle, Luftverschmutzung, Verkehrsemissionen
