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Die atmosphärische Modellierungsgruppe der Abteilung Luftverunreinigung des ICESAT-Umweltministeriums hat es geschafft, Simulationen mit sehr hoher Auflösung der Luftverschmutzung in der Stadt Pamplon innerhalb des Projekts LIFE+ REISE und hat ein Video mit der zeitlichen Entwicklung zur Zeit der Verteilung der NOx-Konzentrationen für einen durchschnittlichen Tag 2015 erstellt.

Dies ist das erste Mal, dass in Spanien die Luftqualität in einer ganzen mittelgroßen Stadt mit einem so hohen Detail simuliert wird.

Forscher der Abteilung Luftverunreinigung der ICES-UmweltabteilungAT zusammen mit der Energiesystemanalysestelle des Energieministeriums beteiligen sich an dem Projekt LIFE+ REISE (Reduction of exposure of cyclists to urban pollutants), angeführt von der Universität Navarra. Mit diesem Projekt, das im letzten Entwicklungsjahr durchgeführt wird, soll nachgewiesen werden, dass es möglich ist, die Exposition von Radfahrern und Fußgängern gegenüber städtischen Luftschadstoffen zu verringern, indem neue Technologien und andere Maßnahmen im Zusammenhang mit der Stadtplanung, Stadtplanung und Mobilitätsmanagement eingesetzt werden.

Einer der wichtigsten Beiträge des ICESAT konzentriert sich auf die Modellierung und Simulation der Verschmutzung der Stadt Pamplona in sehr hoher Auflösung mit fortschrittlichen Modellen der Computerflüssigkeitsmechanik (CFD, so die englische Abkürzung) oder auch als Street Canyon. Diese Modelle sind in der Lage, Luftströme und die Streuung von Schadstoffen innerhalb der Straßen der Stadt bei sehr hoher Auflösung zu simulieren. Das heißt, sie sind in der Lage, die Verschmutzung innerhalb der Straßen der Stadt alle paar Meter schätzen.

Erste vollständige Simulation

Der konkrete Fall der Simulation der Stadt Pamplona ist ein sehr wichtiger Meilenstein, denn es ist das erste Mal, dass in Spanien eine ganze Stadt mittlerer Größe simuliert wird, die einen Bereich von 7 km x 5 km mit einer räumlichen Auflösung von weniger als 5 m x 5 m abdeckt. Das meiste, was bisher erreicht wurde, ist, kleine Stadtviertel von nur 1 km zu simulieren.². Dies bedeutete, dass man mit einem Rechennetz von etwa 50 Millionen Zellen arbeiten musste, die die Stadt abdecken, wobei die komplexe Struktur von Gebäuden, Straßen und Plätzen in den Städten zu berücksichtigen war. Um das gezeigte Video zu erhalten, musste eine große Anzahl von Einzelsimulationen für verschiedene Wettersituationen mithilfe der CD Adapco-PCM+-Software durchgeführt werden. Für diese Simulationen wurde der Anflug verwendet. Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) ist die einfachste und damit relativ kostengünstigste. Jede einzelne Simulation erforderte jedoch fünf Tage mit 16 Knoten mit jeweils 8 GPUs (128 Prozessoren insgesamt) des CETA-CIEMAT-Computers, was angesichts der Anzahl der simulierten Fälle fast vier Monate der Berechnung und der gesamten Vorverarbeitung von Stadtdaten (digitale Gebäudebehandlung), Schadstoffemissionen, Erzeugung von Rechennetz usw. sowie der nach-verarbeitung von Ergebnissen, die mehrere Monate nach der Verarbeitung generiert wurden, erforderte.

Mit den Simulationen konnte die zeitliche Entwicklung eines durchschnittlichen NO-Konzentrationstages abgeschlossen werden._x bis 2015. In dem Video werden die Straßen mit der größten Verschmutzung sehr gut gesehen, wie sich die Schadstoffkonzentration in den Straßen recht heterogen verteilt und wie die Verschmutzung am Anfang des Morgens und am Ende des Nachmittags am höchsten ist. Karten dieser Art werden zusammen mit Karten von mobilen Geräten, die von freiwilligen Radfahrern getragen werden, für die Entwicklung einer Smartphone um die gesündesten Routen (weniger Verschmutzung) zu schätzen, um von einem Ort zum anderen in der Stadt zu gehen.

Karte der NOx-Konzentration auf Fußgängerebene in der Stadt Pamplona (CIEMAT)

Stickstoffoxide schließen NO ein₂, die in den spanischen Städten die größten Probleme mit sich bringt, mit Überschreitungen der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte, insbesondere in Winterepisoden, in denen hohe Luftstabilität und schwache Winde dazu beitragen, Verkehrsschadstoffe zu akkumulieren, wie es bei Stickoxiden der Fall ist. So sei beispielsweise an die im Dezember 2016 von Madrid erlittene Verschmutzung erinnert, die die Aktivierung von Maßnahmen der Stadtverwaltung zur Begrenzung des Verkehrs zur Verringerung des Verschmutzungsgrads zur Folge hatte.

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Referat Kommunikation und RRPP

ICESAT

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