Der Einfluß der Turbulenzstruktur rotierender Aufwinde auf die räumliche Schadstoff verteilung in der konvektiven atmosphärischen Grenzschicht über Land wurde untersucht. Für die Simulation der Aufwinde wurde ein dreidimensionales nicht-hydrostatisches Gitterpunktsmodell verwendet. Die Simulationsergebnisse, die mit verschiedenen Turbulenzparametrisierungen erzielt wurden, zeigen, daß organisierte subskalige Turbulenz zu Änderungen der skaligen Schadstoffverteilungen führen kann. Die Energie- und Helizitätsflüsse zwischen skaligem und subskaligem Regime bei der jeweiligen Turbulenzparametrisierung werden verglichen und die Konsequenzen für die Naßphasenchemie werden diskutiert. / The influence of the turbulence structure of rotating thermals on the spatial pollutant distributions in the convective boundary layer over land was examined. For the simulation of thermals, a threedimensional non-hydrostatic grid point model was used. Simulation results found with different turbulence parametrisations indicate that organized subgrid scale turbulence may lead to alterations of the resolved pollutant distributions. Energy and helicity fluxes between the resolved and subgridscale regime of each turbulence parametrization are compared and the consequences on wet phase chemistry are discussed.

Dargestellt werden die Verursacher von Luftschadstoffen und Treibhausgasen, u. a. Groß- und Kleinfeuerungsanlagen, Verkehr und Landwirtschaft sowie der prozentuale Anteil ihrer Emissionen. Dazu gehören beispielsweise Kohlendioxid, Methan, Lachgas und die Luftschadstoffe Kohlenmonoxid, Schwefel- und Stickoxide, leicht flüchtige Stoffe, Staub und Feinstaub, Ammoniak, persistente organische Stoffe und Schwermetalle. Nach den deutlichen Verbesserungen der Luftqualität in den 1990er-Jahren haben sich die Emissionen von Luftschadstoffen und Treibhausgasen in den letzten 10 Jahren auf einem stabilen Niveau eingependelt. Mit Ausnahme von Kohlendioxid und Schwefeldioxid liegt Sachsen bei den Luftschadstoffen unter dem Bundesdurchschnitt.

Das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie analysiert seit 1992 jährlich die Schadstoffbelastung der Fische in den sächsischen Fließgewässern. Im Herbst 2010 wurden jeweils 20 Fische aus der Zwickauer und Freiberger Mulde sowie 100 Fische aus der Elbe entnommen. Trotz des höheren Lebensalters der untersuchten Fische im Vergleich zu den Vorjahren waren die Schadstoffkonzentrationen nicht oder nur wenig erhöht. Zu Überschreitungen der zulässigen Höchstwerte kommt es nur in Ausnahmefällen - das betrifft besonders große und damit ältere Exemplare der Fischarten Rapfen, Zander, Barbe und Döbel. Bei älteren Rapfen gemessene Quecksilberkonzentrationen überschritten beispielsweise die zulässige Höchstmenge teilweise um das Doppelte. Ebenfalls untersuchte Lebern von 19 größeren Fischen wiesen in der Mehrzahl zu hohe Werte an Dichlordiphenyltrichlorethan und Hexachlorbenzol auf. Die Messergebnisse bei anderen chlorierten Kohlenwasserstoffen und Cadmium lagen dagegen wie schon in den zurückliegenden Jahren auf niedrigem Niveau.

Die Schadstoffsituation der Böden der Siedlungsgebiete von Annaberg-Buchholz und Aue (Erzgebirge) wurde mit unterschiedlichen methodischen Ansätzen und Interpolationsverfahren flächenhaft dargestellt und evaluiert. Festgestellt wurde, dass sich Punktinformationen zu Schadstoffgehalten auch in Siedlungsbereichen des Erzgebirges zumeist mit ausreichender Aussagesicherheit in Karten darstellen lassen. Dabei erwies sich keine der bislang bekannten Methoden für die Übertragung von Punktinformationen auf die Fläche als grundsätzlich vorteilhaft; jede Methode zeigte gebietsspezifisch und für einzelne Metalle Stärken und Schwächen. Erstmals kam ein Verfahren der künstlichen Intelligenz (Software advangeo®) erfolgreich zum Einsatz. Die Vorteile dieses Verfahrens zeigten sich gerade in sehr klein strukturierten Siedlungsbereichen und der Vielzahl von Einflussgrößen auf die Stoffgehalte. Damit ließ sich der Einfluss der oberflächennahen Erzgänge auf die Arsen-Konzentration der Böden im Siedlungsgebiet Annaberg gesichert abbilden. Die Erfahrungen aus den Testgebieten münden in Empfehlungen zur optimalen Anwendung der methodischen Ansätze und untersuchten Verfahren.

Ein Gespräch mit Christian Gengenbach, Software AG, Leiter des mFUND-Projekts Satellitenbasiertes System zur Anzeige, Prognose und Simulation von Luftschadstoffen für eine nachhaltige Stadt- und Regionalentwicklung (SAUBER).

Ein Gespräch mit Manfred Menze, Projektleiter, und Dr. André Schella, Modellentwickler, des mFUND-Projekts KI gestützte Schadstoffprognose zur intelligenten Verkehrssteuerung (KISP).

Dargestellt werden die Verursacher von Luftschadstoffen und Treibhausgasen, u. a. Groß- und Kleinfeuerungsanlagen, Verkehr und Landwirtschaft sowie der prozentuale Anteil ihrer Emissionen. Dazu gehören beispielsweise Kohlendioxid, Methan, Lachgas und die Luftschadstoffe Kohlenmonoxid, Schwefel- und Stickoxide, leicht flüchtige Stoffe, Staub und Feinstaub, Ammoniak, persistente organische Stoffe und Schwermetalle. Nach den deutlichen Verbesserungen der Luftqualität in den 1990er-Jahren haben sich die Emissionen von Luftschadstoffen und Treibhausgasen in den letzten 10 Jahren auf einem stabilen Niveau eingependelt. Mit Ausnahme von Kohlendioxid und Schwefeldioxid liegt Sachsen bei den Luftschadstoffen unter dem Bundesdurchschnitt.

Der Einfluß der Turbulenzstruktur rotierender Aufwinde auf die räumliche Schadstoff verteilung in der konvektiven atmosphärischen Grenzschicht über Land wurde untersucht. Für die Simulation der Aufwinde wurde ein dreidimensionales nicht-hydrostatisches Gitterpunktsmodell verwendet. Die Simulationsergebnisse, die mit verschiedenen Turbulenzparametrisierungen erzielt wurden, zeigen, daß organisierte subskalige Turbulenz zu Änderungen der skaligen Schadstoffverteilungen führen kann. Die Energie- und Helizitätsflüsse zwischen skaligem und subskaligem Regime bei der jeweiligen Turbulenzparametrisierung werden verglichen und die Konsequenzen für die Naßphasenchemie werden diskutiert. / The influence of the turbulence structure of rotating thermals on the spatial pollutant distributions in the convective boundary layer over land was examined. For the simulation of thermals, a threedimensional non-hydrostatic grid point model was used. Simulation results found with different turbulence parametrisations indicate that organized subgrid scale turbulence may lead to alterations of the resolved pollutant distributions. Energy and helicity fluxes between the resolved and subgridscale regime of each turbulence parametrization are compared and the consequences on wet phase chemistry are discussed.

Die Schadstoffsituation der Böden der Siedlungsgebiete von Annaberg-Buchholz und Aue (Erzgebirge) wurde mit unterschiedlichen methodischen Ansätzen und Interpolationsverfahren flächenhaft dargestellt und evaluiert. Festgestellt wurde, dass sich Punktinformationen zu Schadstoffgehalten auch in Siedlungsbereichen des Erzgebirges zumeist mit ausreichender Aussagesicherheit in Karten darstellen lassen. Dabei erwies sich keine der bislang bekannten Methoden für die Übertragung von Punktinformationen auf die Fläche als grundsätzlich vorteilhaft; jede Methode zeigte gebietsspezifisch und für einzelne Metalle Stärken und Schwächen. Erstmals kam ein Verfahren der künstlichen Intelligenz (Software advangeo®) erfolgreich zum Einsatz. Die Vorteile dieses Verfahrens zeigten sich gerade in sehr klein strukturierten Siedlungsbereichen und der Vielzahl von Einflussgrößen auf die Stoffgehalte. Damit ließ sich der Einfluss der oberflächennahen Erzgänge auf die Arsen-Konzentration der Böden im Siedlungsgebiet Annaberg gesichert abbilden. Die Erfahrungen aus den Testgebieten münden in Empfehlungen zur optimalen Anwendung der methodischen Ansätze und untersuchten Verfahren.

Das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie analysiert seit 1992 jährlich die Schadstoffbelastung der Fische in den sächsischen Fließgewässern. Im Herbst 2010 wurden jeweils 20 Fische aus der Zwickauer und Freiberger Mulde sowie 100 Fische aus der Elbe entnommen. Trotz des höheren Lebensalters der untersuchten Fische im Vergleich zu den Vorjahren waren die Schadstoffkonzentrationen nicht oder nur wenig erhöht. Zu Überschreitungen der zulässigen Höchstwerte kommt es nur in Ausnahmefällen - das betrifft besonders große und damit ältere Exemplare der Fischarten Rapfen, Zander, Barbe und Döbel. Bei älteren Rapfen gemessene Quecksilberkonzentrationen überschritten beispielsweise die zulässige Höchstmenge teilweise um das Doppelte. Ebenfalls untersuchte Lebern von 19 größeren Fischen wiesen in der Mehrzahl zu hohe Werte an Dichlordiphenyltrichlorethan und Hexachlorbenzol auf. Die Messergebnisse bei anderen chlorierten Kohlenwasserstoffen und Cadmium lagen dagegen wie schon in den zurückliegenden Jahren auf niedrigem Niveau.