Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft
vertreten durch das
Sächsische Landesamt für Umwelt und Geologie
Sachgebiet: Luftqualität
Abschlussbericht
zum
Forschungs- und Entwicklungsvorhaben
Modellierung der
Sekundärpartikelbildung und -ausbreitung
von Großfeuerungsanlagen in Sachsen
von
Dr. Detlef Hinneburg, Prof. Dr. Eberhard Renner, Dr. Ralf Wolke,
Birgit Heinrich, Wolfram Schröder, Dr. Detlef Theiss
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V.
Permoserstraße 15
04318 Leipzig
Prof. Dr. E. Renner (Projektleiter)
November 2005

Modellierung der Sekundärpartikelbildung und -ausbreitung von Großfeuerungsanlagen in Sachsen

Modellierung der Sekundärpartikelbildung und -ausbreitung von Großfeuerungsanlagen in Sachsen
Berichts-Kennblatt
1. Zwischen- bzw. Abschlussberichts-Nr.:
2. Berichtszeitraum
01.10.04 - 31.05.05
3. Titel des Berichts
Modellierung der Sekundärpartikelbildung und -ausbreitung von Großfeuerungsanlagen
in Sachsen
4. Autor
5. Abschlussdatum
D. Hinneburg, E. Renner, R. Wolke, B. Heinrich,
Entw.-Version: 11.05.05
W. Schröder, D. Theiss
End-Version:
30.11.05
6. Durchführende Institution(en), Projektleiter
7. Aktenzeichen/Förderkennzeichen
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V.
8802.3521/58
04318 Leipzig
Prof. Dr. E. Renner
8. Fördernde Institution(en)
9. Gesamtlaufzeit
Freistaat Sachsen
01.10.04 - 31.05.05
Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie,
01101 Dresden
10. Zusätzliche Angaben, Sonstiges 11. Seitenzahl
154
12. Tabellen (Anzahl)
19
13. Abbildungen (Anzahl)
72
14. Anlagen (Anzahl)
0
15. Kurzfassung
Mittels eines mesoskaligen Meteorologie-Chemie-Transport-Modells wurden genestete
hochaufgelöste Simulationen für das Gebiet Sachsen durchgeführt. Emissionsseitig wurden
alle verfügbaren Punkt- und Flächenquellen berücksichtigt. Zwei 8-tägige Sommer- bzw.
Winterepisoden wurden jeweils mit und ohne Berücksichtigung der Großfeuerungsanlagen
Boxberg und Lippendorf simuliert, so dass deren Einfluss auf die Bildung und Ausbreitung
von Sekundärpartikeln explizit bestimmt werden konnte. Im Modell sind u.a. die zur Sulfat-
und Nitratbildung führenden mehrphasigen chemischen Reaktionspfade der emittierten Vor-
läufergase SO
2
, NO
x
und NH
3
in Abhängigkeit von den lokalen meteorologischen Bedin-
gungen erfasst. Als Ergebnis stellt sich heraus, dass die bodennahen Abluftfahnen zwar hohe
PM
10
-Konzentrationen enthalten können (bis 20 μg/m
3
, überwiegend Ammoniumsulfat),
jedoch nur lokal und sehr kurzzeitig wirksam werden (im Jahresmittel nicht über 0,2 μg/m
3
).
16. Schlagwörter, Deskriptoren
Aerosol, Modellierung, Sekundärbildung, Kühlturm, Überhöhung, PM, Partikel, Sulfat
17. Sonstiges

Modellierung der Sekundärpartikelbildung und -ausbreitung von Großfeuerungsanlagen in Sachsen

Modellierung der Sekundärpartikelbildung und -ausbreitung von Großfeuerungsanlagen in Sachsen
1
Abbildungsverzeichnis
3
Tabellenverzeichnis
7
1. Zielstellung
9
2. Modellbeschreibung
11
2.1 Meteorologie-Modell LM
11
2.2 Chemie-Transport-Modell MUSCAT
11
2.3 Aerosolmodell
13
2.4 LM-MUSCAT-Kopplung
15
3. Simulationsmethode
17
3.1 Gebietsnestung
17
3.2 Modellgebiet Sachsen
19
3.3 Zeitfenster, Szenarien
22
3.4 Modellsteuerung
23
4. Emissionen
27
4.1 Kühlturm-Emissionen
27
4.2 Kühlturm-Überhöhung
28
4.3 Emissionskataster
32
4.4 Split- und Zeitfaktoren
36
4.5 Biogene Emissionen
38
5. Modell-Validierung
39
5.1 Vergleich meteorologischer Größen
39
5.2
Vergleich von Konzentrationswerten
49
6. Ergebnisse
58
6.1 Sommer-Analyse
59
6.1.1 Einzeltage
59
6.1.1.1 Sommertag S1
62
6.1.1.2 Sommertag S2
74
6.1.1.3 Sommertag S3
86
6.1.2 Sommer-Zeitraum
98
6.1.2.1 Mittags-Situationen
98
6.1.2.2 Stations-Zeitreihen
104
6.2 Winter-Analyse
125
6.2.1 Wintertag W1
125
6.2.2 Winter-Zeitraum
139
7. Zusammenfassung
151
Literaturverzeichnis
153

Modellierung der Sekundärpartikelbildung und -ausbreitung von Großfeuerungsanlagen in Sachsen
2

Abbildungsverzeichnis
3
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Chemie-Transport-Modell MUSCAT (Hellmuth, 2005)
12
Abb. 2: Sekundäre Aerosolbildung aus emittierten Vorläufergasen
15
Abb. 3:
Nestung des Modellgebietes Sachsen (blau) im Modellgebiet Mitteleuropa
18
(braun); mit regulärem sphärischen Erdnetz (schwarz)
Abb. 4:
MUSCAT-Gitter Sachsen (grün) innerhalb der LM-Gitter für Sachsen (blau)
18
und Mitteleuropa (braun); mit km-Netz (schwarz)
Abb. 5:
Untersuchungsgebiet Sachsen (grün) mit spezieller Gitterverfeinerung
19
(grün/blau/rot); mit km-Netz (schwarz)
Abb. 6:
Tagesgang mehrerer simulierter Größen am 2./3.6.2002 am Ort Melpitz
20
(Sachsen) für verschiedene Vertikalgitter (bzw. Höhen über Grund).
Blau: 40 Schichten (34 m); rot: 50 Schichten (4 m). Helmert (2005)
Abb. 7:
Untersuchungsgebiet Sachsen mit Landnutzungsstruktur im 1-km-Raster
21
Abb. 8:
Zeitlicher Verlauf der effektiven Emissionshöhen der Kühltürme in Boxberg
30
und Lippendorf sowie der Temperaturgradienten, Windgeschwindigkeiten
und relativen Luftfeuchten in Bauwerkshöhe (Sommerintervall)
Abb. 9:
Zeitlicher Verlauf der effektiven Emissionshöhen der Kühltürme in Boxberg
31
und Lippendorf sowie der Temperaturgradienten, Windgeschwindigkeiten
und relativen Luftfeuchten in Bauwerkshöhe (Winterintervall)
Abb. 10:
SO
2
-Jahresemissionen aller sächsischen Punktquellen (außer GFA Boxberg
34
und Lippendorf). Nichtlineare Skala.
Abb. 11:
SO
2
-Jahresemissionen aller Flächenquellen im Modellgebiet Sachsen
34
(in Sachsen: 1,4 km × 1,4 km; außerhalb: 50 km × 50 km [EMEP])
Abb. 12:
NH
3
-Jahresemissionen aller Flächenquellen im Modellgebiet Sachsen
35
(in Sachsen: 1,4 km × 1,4 km; außerhalb: 50 km × 50 km [EMEP])
Abb. 13:
PPM
grob
-Jahresemissionen aller Flächenquellen im Modellgebiet Sachsen
35
(in Sachsen: 1,4 km × 1,4 km; außerhalb: 50 km × 50 km [EMEP])
Abb. 14:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Schwartenberg
40
(Sommerperiode)
Abb. 15:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Schwartenberg
41
(Winterperiode)
Abb. 16:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Collm
42
(Sommerperiode)
Abb. 17:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Collm
43
(Winterperiode)
Abb. 18:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Radebeul
44
(Sommerperiode)
Abb. 19:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Radebeul
45
(Winterperiode)
Abb. 20:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Leipzig-West
46
(Sommerperiode)
Abb. 21:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Leipzig-West
47
(Winterperiode)

Abbildungsverzeichnis
4
Abb. 22:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Schwartenberg
50
(Sommerperiode)
Abb. 23:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Schwartenberg
51
(Winterperiode)
Abb. 24:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Collm
52
(Sommerperiode)
Abb. 25:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Collm
53
(Winterperiode)
Abb. 26:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Radebeul
54
(Sommerperiode)
Abb. 27:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Radebeul
55
(Winterperiode)
Abb. 28:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Leipzig-West
56
(Sommerperiode)
Abb. 29:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Leipzig-West
57
(Winterperiode)
Abb. 30 (a): SO
2
im Tagesverlauf (Sommertag S1)
62
Abb. 30 (b): SO
2
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)
63
Abb. 31 (a): SULFAT im Tagesverlauf (Sommertag S1)
64
Abb. 31 (b): SULFAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)
65
Abb. 32 (a): NITRAT im Tagesverlauf (Sommertag S1)
66
Abb. 32 (b): NITRAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)
67
Abb. 33 (a): PPM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S1)
68
Abb. 33 (b): PPM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)
69
Abb. 34 (a): PM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S1)
70
Abb. 34 (b): PM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)
71
Abb. 35: NH
3
im Tagesverlauf (Sommertag S1)
72
Abb. 36 (a): SO
2
im Tagesverlauf (Sommertag S2)
74
Abb. 36 (b): SO
2
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)
75
Abb. 37 (a): SULFAT im Tagesverlauf (Sommertag S2)
76
Abb. 37 (b): SULFAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)
77
Abb. 38 (a): NITRAT im Tagesverlauf (Sommertag S2)
78
Abb. 38 (b): NITRAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)
79
Abb. 39 (a): PPM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S2)
80
Abb. 39 (b): PPM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)
81
Abb. 40 (a): PM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S2)
82
Abb. 40 (b): PM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)
83
Abb. 41: NH
3
im Tagesverlauf (Sommertag S2)
84
Abb. 42 (a): SO
2
im Tagesverlauf (Sommertag S3)
86
Abb. 42 (b): SO
2
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S3)
87
Abb. 43 (a): SULFAT im Tagesverlauf (Sommertag S3)
88
Abb. 43 (b): SULFAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S3)
89
Abb. 44 (a): NITRAT im Tagesverlauf (Sommertag S3)
90
Abb. 44 (b): NITRAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S3)
91

Abbildungsverzeichnis
5
Abb. 45 (a): PPM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S3)
92
Abb. 45 (b): PPM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S3)
93
Abb. 46 (a): PM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S3)
94
Abb. 46 (b): PM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S3)
95
Abb. 47: NH
3
im Tagesverlauf (Sommertag S3)
96
Abb. 48: NO
2
im Tagesverlauf (Sommertag S3)
97
Abb. 49: SO
2
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Sommer)
99
Abb. 50:
SULFAT-Differenz im 8-Tage-Überblick (Sommer)
100
Abb. 51:
NITRAT-Differenz im 8-Tage-Überblick (Sommer)
101
Abb. 52:
PPM
10
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Sommer)
102
Abb. 53: PM
10
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Sommer)
103
Abb. 54 (a): SO
2
-Zeitreihe (Sommer) für Melpitz, Collmberg, Radebeul
106
Abb. 54 (b): SO
2
-Zeitreihe (Sommer) für Chemnitz, Freiberg, Bautzen
107
Abb. 54 (c): SO
2
-Zeitreihe (Sommer) für Leipzig-M., -W., Zwickau
108
Abb. 55 (a): SULFAT-Zeitreihe (Sommer) für Melpitz, Collmberg, Radebeul
109
Abb. 55 (b): SULFAT-Zeitreihe (Sommer) für Chemnitz, Freiberg, Bautzen
110
Abb. 55 (c): SULFAT-Zeitreihe (Sommer) für Leipzig-M., -W., Zwickau
111
Abb. 56 (a): NITRAT-Zeitreihe (Sommer) für Melpitz, Collmberg, Radebeul
112
Abb. 56 (b): NITRAT-Zeitreihe (Sommer) für Chemnitz, Freiberg, Bautzen
113
Abb. 56 (c): NITRAT-Zeitreihe (Sommer) für Leipzig-M., -W., Zwickau
114
Abb. 57 (a): PPM
2,5
-Zeitreihe (Sommer) für Melpitz, Collmberg, Radebeul
115
Abb. 57 (b): PPM
2,5
-Zeitreihe (Sommer) für Chemnitz, Freiberg, Bautzen
116
Abb. 57 (c): PPM
2,5
-Zeitreihe (Sommer) für Leipzig-M., -W., Zwickau
117
Abb. 58 (a): PPM
grob
-Zeitreihe (Sommer) für Melpitz, Collmberg, Radebeul
118
Abb. 58 (b): PPM
grob
-Zeitreihe (Sommer) für Chemnitz, Freiberg, Bautzen
119
Abb. 58 (c): PPM
grob
-Zeitreihe (Sommer) für Leipzig-M., -W., Zwickau
120
Abb. 59 (a): PM
10
-Zeitreihe (Sommer) für Melpitz, Collmberg, Radebeul
121
Abb. 59 (b): PM
10
-Zeitreihe (Sommer) für Chemnitz, Freiberg, Bautzen
122
Abb. 59 (c): PM
10
-Zeitreihe (Sommer) für Leipzig-M., -W., Zwickau
123
Abb. 60:
Lippendorfer Abluftfahne über dem Leipziger Stadtgebiet (SO
2
, PM
10
).
124
Vergrößerte Darstellung (36 km × 30 km) aus Abb. 49 bzw. 53 (unten links)
Abb. 61:
SO
2
-Zeitreihen (Sommer) für Leipzig-M. und Radebeul im Vergleich
124
mit virtuellen Tracern aus Lippendorf bzw. Boxberg
Abb. 62 (a): SO
2
im Tagesverlauf (Wintertag W1)
126
Abb. 62 (b): SO
2
-Differenz im Tagesverlauf (Wintertag W1)
127
Abb. 62 (c): SO
2
-Differenz in 300 m Höhe im Tagesverlauf (Wintertag W1)
128
Abb. 63 (a): SULFAT im Tagesverlauf (Wintertag W1)
129
Abb. 63 (b): SULFAT-Differenz im Tagesverlauf (Wintertag W1)
130
Abb. 63 (c): SULFAT-Differenz in 300 m Höhe im Tagesverlauf (Wintertag W1)
131
Abb. 64 (a): NITRAT im Tagesverlauf (Wintertag W1)
132
Abb. 64 (b): NITRAT-Differenz im Tagesverlauf (Wintertag W1)
133
Abb. 65 (a): PPM
10
im Tagesverlauf (Wintertag W1)
134
Abb. 65 (b): PPM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Wintertag W1)
135
Abb. 66 (a): PM
10
im Tagesverlauf (Wintertag W1)
136
Abb. 66 (b): PM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Wintertag W1)
137
Abb. 67: NH
3
im Tagesverlauf (Wintertag W1)
138

Abbildungsverzeichnis
6
Abb. 68 (a): SO
2
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter)
140
Abb. 68 (b): SO
2
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter), Fortsetzung von (a)
141
Abb. 69 (a): SULFAT-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter)
142
Abb. 69 (b): SULFAT-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter), Fortsetzung von (a)
143
Abb. 70 (a): NITRAT-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter)
144
Abb. 70 (b): NITRAT-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter), Fortsetzung von (a)
145
Abb. 71 (a): PPM
10
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter)
146
Abb. 71 (b): PPM
10
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter), Fortsetzung von (a)
147
Abb. 72 (a): PM
10
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter)
148
Abb. 72 (b): PM
10
-Differenz im 8-Tage-Überblick (Winter), Fortsetzung von (a)
149

Tabellenverzeichnis
7
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Gebietsnestung (horizontal)
17
Tab. 2: Gitterstruktur im Untersuchungsgebiet Sachsen
21
Tab. 3: Zeitfensterstaffelung
22
Tab. 4: Typische meteorologische Situationen
22
Tab. 5: Notwendige Windrichtungen für Schadstofftransport
22
Tab. 6: Simulierte Sommer/Winter-Perioden 2002
23
Tab. 7: Ausgewählte analysierte Tage
23
Tab. 8: Nestungsprinzip des Modellsystems LM-MUSCAT
24
Tab. 9: Schema der Modell- bzw. Gebietsnestung
25
Tab. 10: Kühlturm- und Rauchschwaden-Merkmale
27
Tab. 11: Kühlturm-Emissionswerte 2002 (Mittelwerte)
27
Tab. 12:
Abhängigkeit der effektiven Emissionshöhe (in m) von der thermischen
28
Stabilität (vertikal konstant) und Windgeschwindigkeit für 12°C Boden-
temperatur und 65% relative Feuchte (konstant)
Tab. 13:
Abhängigkeit der effektiven Emissionshöhe (in m) von der relativen Feuchte
29
(vertikal konstant) und Windgeschwindigkeit für 12°C Bodentemperatur und
-2 K/km thermische Stabilität (konstant, stabil)
Tab. 14: Verursachergruppen in Sachsen
32
Tab. 15:
SNAP-Klassen und Zuordnung der Verursachergruppen aus Tab. 14
33
Tab. 16:
Faktoren zur zeitlichen Differenzierung von Jahresemissionen
37
(nach: Fath, 2002)
Tab. 17: Parameter der biogenen Emission (siehe Gleichung (8))
38
Tab. 18: Maximale Effekte infolge der GFA-Emissionen (Sommer)
98
Tab. 19:
Maximale Effekte infolge der GFA-Emissionen (Winter)
139

Modellierung der Sekundärpartikelbildung und -ausbreitung von Großfeuerungsanlagen in Sachsen
8

image
image
1. Zielstellung
9
(Leipziger Volkszeitung LVZ, 2005)
1. Zielstellung
Nachdem Schwefeldioxid, Ozon und Grobstaub als Luftschadstoffe weitgehend beherrschbar
geworden sind, tritt zunehmend die Feinstaub-Belastung in den Vordergrund der
Umweltpolitik. Das hat seine Ursachen einerseits im Erkennen der epidemiologischen
Gesundheitsgefährdung durch Feinstaub und andererseits im nach wie vor hohen
Emissionspotential von Verkehr und Industrie. Als primäre Hauptquellen von Feinstaub
gelten dieselgetriebene Kraftfahrzeuge und Kohlekraftwerke. Darüber hinaus spielt jedoch
auch die sekundäre Entstehung von Teilchen aus gasförmigen Vorläufersubstanzen
(Partikelneubildung) eine bedeutende Rolle.
Die in nationales Recht umgesetzte EU-Luftqualitäts-Rahmenrichtlinie schreibt seit
01.01.2005 u.a. für Partikel (PM
10
) Grenzwerte der Immission sowie Aktionspläne bei
Überschreitung vor (siehe Rahmenrichtlinie 96/62/EG). Die Einhaltung dieser Grenzwerte ist
jedoch nur möglich und ökonomisch sinnvoll, wenn die Verursacher lokalisiert und in ihren
Auswirkungen quantifiziert sind. In Vorbereitung auf akut notwendig werdende
umweltpolitische Maßnahmen bedarf es daher einer bilanzmäßigen Aufbereitung der
Feinstaub-Problematik und einer Klärung der Verursacher- und Prozesskette.
Deshalb soll in diesem Projekt der Anteil der beiden Braunkohle-Großkraftwerke Boxberg
und Lippendorf an der Gesamtbelastung durch Feinstaub in den urbanen Zentren Sachsens
mittels eines Ausbreitungsmodells untersucht werden. Von Interesse ist dabei nicht nur der
direkte Einfluss dieser Emittenten auf die großflächige Verteilung des Feinstaubs, sondern
insbesondere die indirekte Wirkung über dessen Neubildungs- und Alterungsprozesse. Die
Analyse muss sich demzufolge auf eine chemisch und größenmäßig variable Zusammen-
setzung der Partikel stützen können und vor allem die möglichen chemischen Reaktionen der
Vorläufergase einbeziehen.
Für die Modellierung der komplexen Vorgänge wird ein Modellsystem angewendet, das die
meteorologischen Prozesse, die Ausbreitung der gas- und partikelförmigen Luftschadstoffe
sowie ihre physikalisch-chemische Veränderung in online-gekoppelter Form miteinander
verbindet (siehe Kapitel 2). Als meteorologisches Vorhersage-Modell steht das mesoskalige
Lokalmodell des Deutschen Wetterdienstes zur Verfügung, das sich mittels großskaliger
Antriebs- und Reanalyse-Daten hervorragend zur realitätsnahen Simulation der
atmosphärischen Grenzschicht auch für zurückliegende Zeiträume eignet. Die Gesamtheit der
Chemie- und Transport-Berechnungen wird von dem angekoppelten Modell MUSCAT

1. Zielstellung
10
getragen, das wiederum eigenständige Modelle für die Emissionen und für die
aerosolspezifischen Bildungs-, Wachstums- und Umwandlungsprozesse enthält.
Um dem zeitlichen und räumlichen Ausmaß typischer Wetterlagen und Ausbreitungs-
Szenarien gerecht zu werden, wird das Modellsystem in einer zweistufigen Modell-Nestung
angewendet (siehe Kapitel 3). Dabei werden die Daten einer erdumspannenden Globalmodell-
Rechnung für das Referenzjahr 2002 in grober räumlicher Auflösung zur Steuerung einer
episoden-orientierten Simulation für Mitteleuropa mit höherer Auflösung genutzt, die
ihrerseits die endgültigen, hochaufgelösten Simulationen im Untersuchungsgebiet Sachsen für
diese Episoden steuert. Hierbei ist es erforderlich, alle vorhandenen Emissionsquellen auch
außerhalb Sachsens hinsichtlich ihrer zeitlichen Intensitätsverläufe und spezifischen
Substanzen zu berücksichtigen.
Die nach meteorologischen und immissionsbezogenen Gesichtspunkten ausgewählten
sommer- und wintertypischen Szenarien sind zweifach, mit und ohne Zuschaltung der beiden
genannten Großfeuerungsanlagen (GFA), zu simulieren, damit deren nichtlinearen
Auswirkungen auf die Immissionsverteilung nachgegangen werden kann. Den Bedingungen
des Nah- und Ferntransportes primärer und sekundärer Partikel wird zweckmäßigerweise
durch ein horizontal variables Gitter (bis unter 1 km) innerhalb Sachsens Rechnung getragen,
so dass einerseits die emittentennahen und andererseits die immissionsrelevanten Gebiete
gleichermaßen besondere Differenzierung erfahren.

2.1 Meteorologie-Modell LM
11
2. Modellbeschreibung
2.1 Meteorologie-Modell LM
Primärer Bestandteil des angewendeten Modellsystems ist das operationelle
Vorhersagemodell LM (Lokal-Modell, siehe Doms und Schättler, 1999) des Deutschen
Wetterdienstes. Es beschreibt die den meteorologischen Abläufen in der Troposphäre zu
Grunde liegenden Prozesse und Erhaltungsgesetze, beispielsweise hinsichtlich der Dynamik
der Luftmassen, der bodennahen Austauschbedingungen für Impuls, Temperatur und Feuchte,
der Strahlungsbilanz und der Wolkenbildung. Je nach gewählter räumlicher Auflösung
beherrscht das nicht-hydrostatische und orographiefolgende Gitterpunktsmodell Phänomene
unterschiedlichster Größenordnung im Ausmaß von Hoch- und Tiefdruck-Gebieten (Meso-α-
Skala: Gitterweite 100 km) bis zu lokalen Windsystemen (Mikro-α-Skala: Gitterweite 100 m).
Die vertikale Gitterauflösung des Modells beruht auf einer Einteilung der Atmosphäre in
ungefähr 50 orographiefolgende Schichten, wobei die unterste Schicht eine Höhe von
ungefähr 65 m aufweist. Damit ist das LM in der Lage, insbesondere auch die Eigenschaften
der bodennahen Grenz- und Mischungsschicht differenziert nachzubilden.
Das nicht-hydrostatische, kompressible und assimilationsfähige Modell ist auf ein räumlich
begrenztes (mesoskaliges) Modellgebiet anwendbar und benötigt zur Steuerung seiner
Randwerte das auf erdumspannender Skala operierende Global-Modell GME des Deutschen
Wetterdienstes. In umgekehrter Richtung ist das LM zur Selbst-Nestung fähig, d.h. es eignet
sich für eine schrittweise Verkleinerung des Modellgebietes, verbunden mit entsprechend
erhöhter Auflösung und der Erzeugung der steuernden Randwerte (siehe Kapitel 3). So
können in einer abgestuften Anwendungskette global oder großskalig kontrollierte
Simulationen bis hinab zu einer Auflösung von 100 m durchgeführt werden. Wenn
entsprechende Reanalysedaten (verifizierte Wetterabläufe) bereit stehen, lassen sich
zurückliegende Episoden sehr realitätsnah modellieren. Auf Grund seiner umfassenden
Modellphysik, kleinskaligen Orientierung und datenmäßigen Absicherung übernimmt das LM
in zunehmendem Maße die Rolle des meteorologischen Treibers in unterschiedlichsten
mesoskaligen Anwendungen.
2.2 Chemie-Transport-Modell MUSCAT
Die Berechnung des Transports und der chemischen Umwandlungen für definierte
Spurenstoffe in der Atmosphäre erfolgt im Chemie-Transport-Modell MUSCAT (Multi-Scale
Atmospheric Transport Model: Wolke und Knoth, 2000; Knoth und Wolke, 1998a). Zu den
modellierten dreidimensionalen Transport-Prozessen zählen Advektion und turbulente
Diffusion ebenso wie Sedimentation und Deposition (trocken und nass; siehe Kapitel 2.3).
Die dafür erforderlichen transportierenden Flüsse, Diffusionskoeffizienten und anderen
Parameter bezieht das Modell aus dem meteorologischen Treibermodell (LM), mit dem es
online verbunden ist (siehe Kapitel 2.4). Bezüglich der physikalisch-chemischen Reaktions-
und Emissionsmechanismen ist MUSCAT prinzipiell uneingeschränkt, und auch in der Zahl
der zu betrachtenden gas- oder partikelförmigen Spurenstoffe setzt das Modell keine Grenzen.
Zum standardmäßigen und auch hier genutzten Bestandteil des Modells gehören je ein
Chemie- und Aerosolmodul zur Beschreibung der luftchemischen bzw. aerosoldynamischen
Prozesse sowie ein komplexes Emissionsmodul (siehe Abbildung 1).

image
2.2 Chemie-Transport-Modell MUSCAT
12
Abbildung 1:
Chemie-Transport-Modell MUSCAT (Hellmuth, 2005)
Das Gasphasenchemie-Modul RACM (Stockwell et al., 1997) betrachtet 76 reaktive
Spurengase in insgesamt 239 Reaktionen. Zu den anorganischen Spezies gehören u.a. NO
x
,
O
3
, SO
2
und NH
3
; die organische Gasphase wird durch eine Vielzahl umweltrelevanter
Kohlenwasserstoffe charakterisiert. Der Mechanismus schließt 22 photolytische Reaktionen
in Abhängigkeit von Sonnenstand und Bewölkung ein, wobei die aus dem Meteorologie-
Modell übernommene Bewölkungssituation in Abschattungsverhältnisse umgewandelt wird
(siehe REMSAD). Auch andere meteorologische Größen wie beispielsweise Dichte,
Temperatur und Feuchte, die Einfluss auf Reaktionsmechanismen haben, werden vom Modell
LM geliefert. Das ebenfalls in MUSCAT integrierte Aerosoldynamikmodell MADMAcS
verwendet eine modale Größenverteilung der Aerosole. Die physikalisch-chemische Bildung
und Veränderung der Partikel wird in direkter Wechselwirkung mit der gesamten
Gasphasenchemie modelliert (siehe Kapitel 2.3). Auf Grund der Online-Kopplung mit dem
Meteorologie-Modell LM laufen die Transport- und Reaktionsvorgänge unter aktuell
berechneten Mischungs- und Ausbreitungsbedingungen der Atmosphäre ab.
Das Emissionsmodul von MUSCAT berücksichtigt die anthropogenen Emissionen in Form
von Punkt- und Flächenquellen. Die notwendige zeitliche Differenzierung von Jahres-
Emissionswerten erfolgt mittels der aktuellen emittentenspezifischen saisonalen und diurnalen
Verteilungsfunktionen, so dass die jahres-, wochentags- und tageszeitlichen Schwankungen
beschrieben werden können (siehe: CORINAIR; Fath, 2002). Punktquellen werden zusätzlich
mit entsprechenden Überhöhungswerten ihrer Emissions-Austrittshöhe versehen. Für starke
Punktquellen kann gebietsweise ein feinerer horizontaler Auflösungsgrad gewählt werden, um
die nichtlinearen Effekte hoher Konzentrationen (Ketzel und Berkowicz, 2004) zu erfassen
(wie in dieser Arbeit für die Kühltürme praktiziert). Die biogenen Emissionen werden in
Abhängigkeit von Bewuchs, Temperatur und Tageszeit im Modell generiert (Einzelheiten zur
Emissionsmodellierung siehe in Kapitel 4).

2.3 Aerosolmodell
13
Das hier angewendete gekoppelte Modellsystem LM-MUSCAT wurde in einem europäischen
Modellvergleich validiert, wobei 19 unterschiedliche Modelle in eine Langzeitsimulation zur
Ozon- und PM
10
-Ausbreitung einbezogen waren (siehe: CITY-DELTA). Größe und
Auflösung des Modellgebiets, die global kontrollierte Modellsteuerung und die genutzten
Emissionskataster sind vergleichbar mit den in dieser Arbeit vorliegenden Bedingungen. Als
gemeinsame Basis für alle Modelle fanden vorgegebene Hintergrundwerte für die
Konzentrationen Anwendung. Die Gesamtauswertung des Vergleichs zwischen allen
Modellergebnissen und den herangezogenen Messreihen erwies eindeutig die
Konkurrenzfähigkeit des Modellsystems LM-MUSCAT (Wolke, Hellmuth et al., 2004).
2.3 Aerosolmodell
Im Blickpunkt der Untersuchungen stehen Aerosole mit einem Durchmesser kleiner 10 μm
(PM
10
), da deren Konzentration vom Gesetzgeber aus zu überwachen ist. Eine Zunahme an
Aerosolmasse erfolgt vorwiegend durch heterogene Kondensation von Vorläufergasen auf
vorhandenen, kleinen Partikeln. Deshalb wird bei den Simulationen eine zweite Partikelklasse
mit einem Durchmesser < 2,5 μm (PM
2,5
) eingeführt. Die Beschreibung der aerosol-
chemischen Wachstumsprozesse bildet den Schwerpunkt dieser Arbeit. Dem Charakter der
Kühlturmemissionen Rechnung tragend, wird nur die anorganische Aerosolphase betrachtet.
Die Bildung sekundärer organischer Aerosole spielt dabei keine Rolle.
Durch verschiedene Bildungspfade ist die Aerosolphase unmittelbar mit der Gasphasen-
chemie gekoppelt. Aus primären Luftschadstoffen entstehen beispielsweise Schwefel- und
Salpetersäure, die zur Entstehung von Sulfat- und Nitrataerosolen in fester bzw. flüssiger
Phase führen. Im Einzelnen wirken an der Bildung und dem Abbau der Aerosole folgende, im
Modell berücksichtigte Prozesse mit (siehe z.B.: Ackermann, 1997; Ebel et al., 1997):
1) Primäre Aerosolemission:
Die Emission von primärem Feinstaub der Größe < 10 μm (PPM
10
) ergibt sich aus den Staub-
Emissionsflüssen der Punkt- und Flächenquellen. Dabei wird eine größenmäßige Aufteilung
von PPM
10
auf die Intervalle 0...2,5 μm (PPM
2,5
) und 2,5...10 μm (PPM
grob
) mit
entsprechender Auswirkung auf die Sedimentationsgeschwindigkeiten vorgenommen.
2) Bildung von Sulfataerosol:
Die Sulfatbildung setzt die Entstehung von Schwefelsäure bzw. Sulfationen voraus, die sich
im Hauptzweig aus der Reaktion von Schwefeldioxid mit Hydroxilradikalen ergeben:
SO
2
+ OH + O
2
+ H
2
O → ... → H
2
SO
4
+ HO
2
(1)
Diese von Druck, Temperatur und Feuchte abhängige Reaktion steht in enger Wechsel-
wirkung mit der strahlungsbedingten Photooxidantienchemie, die für freie OH-Radikale sorgt.
SO
4
-Ionen können auch direkt aus Emissionsquellen freigesetzt werden. Bei Vorhandensein
von Ammoniak wird die Aerosolbildung durch die schnelle irreversible Reaktion der
Schwefelsäure (bzw. der SO
4
-Ionen) mit NH
3
auf der Partikeloberfläche bestimmt. Da es zwei
Reaktionspfade zur Bildung von Ammoniumsulfaten gibt, wird das Produkt mit einem
effektiven stöchiometrischen Faktor gekennzeichnet, in diesem Falle mit (NH
4
)
1,5
SO
4
:
H
2
SO
4
+ 2 NH
3
→ {(NH
4
)
2
SO
4
}
a
} {(NH
4
)
1,5
SO
4
}
a
(2)
H
2
SO
4
+ NH
3
→ {NH
4
HSO
4
}
a

2.3 Aerosolmodell
14
Schwefelsäure, die nicht durch Ammoniak gemäß (2) neutralisiert ist, liegt in kondensierter
Form an der Partikeloberfläche vor und trägt ebenfalls zum Sulfatgehalt bei:
H
2
SO
4
{SO
4
2-
}
a
(3)
3) Bildung von Ammoniumnitrat:
Die zur Entstehung von Ammoniumnitrat notwendige Salpetersäure bildet sich hauptsächlich
über die folgenden Reaktionsketten:
Tag: NO
2
+ OH → HNO
3
(4)
Nacht: NO
2
→ ( NO
3
, N
2
O
5
) → HNO
3
(5)
Im Gegensatz zu Ammoniumsulfat vollzieht sich die Bildung von Ammoniumnitrat in einem
Gleichgewichtsprozess zwischen den gasförmigen Ausgangssubstanzen Ammoniak und
Salpetersäure sowie dem Produkt auf der Aerosolhülle:
HNO
3
+ NH
3
↔ {NH
4
NO
3
}
a
(6)
Dieser Prozess verläuft im allgemeinen langsam, so dass der Reaktionsmechanismus auf
überschüssiges, nicht bereits durch Schwefelsäure über Gleichung (2) neutralisiertes
Ammoniak angewiesen ist. Außerdem schwankt die Lage des Gleichgewichtes stark in
Abhängigkeit von der Temperatur und der Feuchte.
4) Aerosolsenken:
Die nicht chemisch bedingten Verluste (Senken) für die Gas- und Aerosolspezies sind durch
trockene Deposition, Auswaschung durch Niederschlag sowie gravitatives Absinken
(Sedimentation) gegeben. Die Sedimentationsgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit von der
Partikelgröße berechnet, wobei alle sekundären Partikel der Größe PM
2,5
zugeordnet werden.
Die trockene Deposition wird über ein Widerstandsmodell aus dem atmosphärischen
Turbulenzzustand, der kinetischen Viskosität und der Sedimentationsgeschwindigkeit
hergeleitet (siehe: EMEP). Die relative Luftfeuchte greift dabei modifizierend auf die
durchschnittliche Partikelgröße jeder Größenklasse ein.
Als Zusammenfassung aller Komponenten, die zum PM
10
-Gehalt beitragen, ergibt sich
demnach die Gleichung (7) bzw. das Schema der Abbildung 2:
PM
10
=
PPM
10
+
{(NH
4
)
1,5
SO
4
}
a
+ {SO
4
2-
}
a
+ {NH
4
NO
3
}
a
(7)
Primär
Sekundäre Bildung
emittiert
in fester bzw. flüssiger Phase (Aerosol)

2.4 LM-MUSCAT-Kopplung
15
Abbildung 2:
Sekundäre Aerosolbildung aus emittierten Vorläufergasen
2.4 LM-MUSCAT-Kopplung
Die vom Chemie-Transport-Modell MUSCAT benötigten meteorologischen Größen werden
durch das Meteorologie-Modell LM über Online-Kopplung bereitgestellt. Im Unterschied zu
vielen anderen Chemie-Transport-Modellen (z.B.: Ebel et al., 1997; Andreani-Aksoyoglu,
2004), die den Zustand der Atmosphäre nur in bestimmten Zeitabständen (z.B. stündlich) aus
einer abgespeicherten Datenbasis vermittelt erhalten, stehen bei LM-MUSCAT die
meteorologischen Daten in jedem Zeit- und Gitterpunkt zur Verfügung, so dass die
Umwandlungs- und Transportvorgänge stets unter aktuellen Bedingungen ablaufen.
Effiziente Transport-Prozeduren nutzen eine eigene Schrittweitensteuerung für die
Integrationszeit (IMEX, implizit-explizites Zeitintegrationsschema: Knoth und Wolke, 1998b)
und sind auch unabhängig von der horizontalen Auflösung des meteorologischen Modells.
Das Windfeld wird divergenzfrei reproduziert und ebenso wie die anderen skalaren Größen in
zeit- und ortsinterpolierter Form zur Lösung der Gleichungen für die Spurenstoffe
herangezogen. Alle chemischen bzw. aerosoldynamischen Umwandlungen werden implizit
und gemeinsam mit den vertikalen Advektions-, Diffusions- und Depositionsvorgängen
berechnet, während der horizontale Transport in expliziter Weise einbezogen wird. Anders als
in den meisten Chemie-Transport-Modellen werden somit die MUSCAT-Strukturen den
hochgradig nichtlinear gekoppelten Gleichungen und den unterschiedlichen Zeitskalen der
verschiedenartigen Prozesse gerecht (Anwendungen siehe in: Wolke, Hellmuth et al., 2004;
Wolke, Knoth et al., 2004).
NH
3
Reaktionspfade
(Tag / Nacht)
NO
x
Reaktionspfad
(Tag)
SO
2
E m i t t i e r t e V o r l ä u f e r g a s e
P M
1 0
Primär
Sekundär
PPM
10
Sulfat-
ionen
Ammonium-
nitrat
Ammonium-
sulfat
Schnelle irrevers.
Reaktion
Variables
Gleichgewicht
Kondensation
HNO
3
SO
4
2-
Primäre
Emission
Primäre
Emission

2.4 LM-MUSCAT-Kopplung
16
Die unabhängigen Modellprozeduren eröffnen die Möglichkeit, in MUSCAT ein eigenes,
variabel untergliedertes horizontales Gitter zu wählen (Multiblock-Gittertechnik: Knoth und
Wolke, 1998b), womit die räumliche Auflösung der Simulationen (einschließlich Orographie
und Topographie) unabhängig von der des meteorologischen Modells LM gebietsweise erhöht
werden kann. Von diesem wesentlichen Vorzug des Modells MUSCAT wird in dieser Arbeit
Gebrauch gemacht, indem urbane und quellnahe Problemzonen eine abgestufte Verfeinerung
der horizontalen Auflösung erfahren (siehe Kapitel 3.2). Darüber hinaus besteht eine gewisse
Unabhängigkeit zwischen MUSCAT und LM auch in deren Randwert-Steuerung, d.h. die
Konzentrations-Verteilungen und die meteorologischen Größen müssen nicht von derselben
übergeordneten Nestungsstufe stammen (Nestungsfreiheit; siehe Kapitel 3.4). Bis in eine
festzulegende Höhe weit oberhalb der atmosphärischen Grenz- bzw. Mischungsschicht wird
von MUSCAT das vertikale Gitter des Modells LM übernommen (einschließlich der
entsprechenden meteorologischen Felder).
Gemeinsam mit LM liegt MUSCAT in parallelisierter Form vor und kann auf mehreren
Prozessoren betrieben werden. Diese Rechenzeit sparende Programmausführung findet
blockweise (auf das horizontale Modellgebiet bezogen) statt, wobei beide Modellteile separat
auf eine vordefinierte Anzahl von Prozessoren verteilt werden. Die dafür erforderliche Block-
einteilung des Modellgebietes wird von einem speziellen Zerlegungsverfahren erzeugt. Die
Simulationen können in Abhängigkeit von der Komplexität des Szenarios auf einer
unterschiedlichen Anzahl von Prozessoren ausgeführt werden.

3.1 Gebietsnestung
17
3. Simulationsmethode
3.1 Gebietsnestung
In Anbetracht der Größenunterschiede zwischen dem auszuwertenden Zielgebiet und dem zu
erfassenden Einflussbereich wird das Modellsystem LM-MUSCAT genestet angewendet,
wodurch sich schrittweise auch die räumliche Auflösung erhöht. Darüber hinaus wird es dem
Globalmodell GME des DWD als primärem Meteorologiemodell unterstellt. Die Nestung
vollkommen identischer Modelle gewährleistet einen optimalen Informationsfluss von den
äußeren Regionen in das zentrale Untersuchungsgebiet, der über die jeweiligen Randwerte
durchgesetzt wird. In dieser Arbeit wird eine zweifache Nestung durchgeführt, die mit der
globalen Erdatmosphäre startet und sich zunächst Mitteleuropa zuwendet, bevor in der
zweiten Stufe auf Sachsen fokussiert wird. Während damit das einheitliche meteorologische
Modellgitter eine zweifache Erhöhung der Auflösung erfährt, bestehen für das variablere
Gitter des Chemie-Transport-Modells MUSCAT zusätzliche Möglichkeiten der Verfeinerung,
die hier ausgenutzt werden:
Tabelle 1:
Gebietsnestung (horizontal)
Modellgebiet
Globale Erde → Mitteleuropa → Sachsen
Gitterauflösung Meteorologie
60 km
16 km
2,8 km
Gitterauflösung Chemie/Transport
1)
÷
8 km
0,7 km
1)
Maximal erreichter Wert (in Teilgebieten)
Das Zwischengebiet Mitteleuropa umfasst Deutschland und seine unmittelbaren östlichen und
südlichen Nachbarstaaten, speziell Polen und Tschechien. In Abbildung 3 ist das vorgesehene
LM-Gitter der Auflösung 16 km zusammen mit dem darin eingebetteten Modellgitter für
Sachsen dargestellt. Das MUSCAT-Gitter für Mitteleuropa übernimmt zunächst das LM-
Gitter (16 km), um in der zentralen Gebietshälfte, die auch Sachsen enthält, auf die feinere
Auflösung (8 km) überzugehen (in Abbildung 3 nicht gezeigt).
Die genaue Lage des Modellgebietes Sachsen bzw. des zugehörigen MUSCAT-
Auswertungsgebietes innerhalb des Gitters für Mitteleuropa geht aus Abbildung 4 hervor.
Dabei ist zu erkennen, dass das MUSCAT-Gebiet Sachsen kleiner als das entsprechende LM-
Gebiet gewählt ist. Der eingeräumte Rahmen von 8 Zellen Breite dient der abgestuften
Vermittlung der außen angrenzenden Größen vom Mitteleuropa-Gitter als Randwerte an die
im Innern ablaufende Simulation (Nudging). Außerdem ist in dieser Abbildung als äußerstes
Gitter ein km-Netz gezeigt, das im Gitterabstand (nicht jedoch in Form und Lage) etwa in der
Größenordnung des globalen GME-Netzes liegt.

image
3.1 Gebietsnestung
18
<0
400
800
1200
1600
>2000 Höhe [m]
4.00
8.75
13.50
18.25
23.00
45.00
47.50
50.00
52.50
55.00
Abbildung 3:
Nestung des Modellgebietes Sachsen (blau) im Modellgebiet Mitteleuropa
(braun); mit regulärem sphärischen Erdnetz (schwarz)
0.0
50.5
101.0
151.5
202.0
252.5
303.1
353.6 km
0.0
66.5
132.9
199.4
265.8 km
LM Gitter Mitteleuropa
LM Gitter Sachsen
MUSCAT Gitter Sachsen
Abbildung 4:
MUSCAT-Gitter Sachsen (grün) innerhalb der LM-Gitter für Sachsen (blau)
und Mitteleuropa (braun); mit km-Netz (schwarz)

3.2 Modellgebiet Sachsen
19
3.2 Modellgebiet Sachsen
Horizontales Gitter:
Das in Abbildung 4 grün markierte Untersuchungsgebiet Sachsen ist in Abbildung 5
einschließlich der weiteren Gitterverfeinerung dargestellt. Das Gebiet umfasst die Fläche des
Landes Sachsen (mit Ausnahme des äußersten Südzipfels), wobei im Westen eine schmale
Zone aus Sachsen-Anhalt (Halle, Merseburg, Zeitz) und Thüringen (Altenburg, Gera)
einbezogen wurde. Es ist ersichtlich, dass die Gitterauflösung von außen nach innen in zwei
Stufen erhöht wurde: Zunächst ist außen ein Rahmen von je 4 Zellen der Breite 2,8 km
belassen, der dem einheitlichen und etwas umfangreicheren Gitter des Meteorologie-Modells
angehört. Im Innengebiet ist eine halbierte Gitterstruktur mit 1,4 km Zellengröße
gewährleistet, wobei zwei größere Teilgebiete von ca. 45 km × 68 km Ausdehnung, die die
Großfeuerungsanlagen (GFA) Lippendorf und Boxberg umgeben, mit einer nochmals
halbierten Größe von 0,7 km ausgestattet sind. Das westliche dieser Teilgebiete enthält auch
den Großraum Leipzig als potentiellen Hauptbetroffenen der Emissionen, während sich das
östliche bis nahe an Dresden erstreckt. Die gestaffelte, in den Problemzonen stark erhöhte
horizontale Auflösung bildet die Grundlage aller Transport-, Ausbreitungs- und Reaktions-
Berechnungen für die betrachteten Gasspezies und Aerosole. Die dazu erforderlichen
meteorologischen Größen wie Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Luftdichte, Temperatur,
Feuchte und Austauschkoeffizienten werden ebenfalls auf diesem Gitternetz bereitgestellt,
indem räumlich und zeitlich lineare Interpolationen auf dem regelmäßigen Meteorologie-
Gitter angewendet werden.
-0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0 km
0.0
27.8
55.6
83.4
111.2
139.0
166.8 km
2.8 km Auflösung
1.4 km Auflösung
0.7 km Auflösung
Lippendorf
Leipzig
Boxberg
Dresden
Abbildung 5:
Untersuchungsgebiet Sachsen (grün) mit spezieller Gitterverfeinerung
(grün/blau/rot); mit km-Netz (schwarz)

3.2 Modellgebiet Sachsen
20
Vertikales Gitter:
Die Teilmodelle LM und MUSCAT arbeiten mit derselben vertikalen Gitterstruktur. Diese ist
bodenfolgend und weist eine variable, nach oben zunehmende Schichthöhe auf, beginnend
mit ca. 65 m unmittelbar über dem Boden. Damit sind die ersten 1000 m der Atmosphäre
durch ungefähr 9 Schichten repräsentiert. Die untersten beiden Koordinatenebenen für
meteorologische Größen liegen demnach in Bodenhöhe sowie ca. 30 m darüber. In dieser
Höhe sind interne Grenzschichten (Stull, 1988), die im Gleichgewicht mit dem jeweiligen
Untergrund stehen, voll ausgebildet, da die minimale Streichlänge (Fetch) bzw. die
Gitterweite im vorliegenden Fall von der Größenordnung 1 km ist. Die Formierung
spezifischer Gleichgewichtsprofile erfolgt für die einzelnen Variablen über stabilitäts- und
untergrundabhängige Ähnlichkeitsrelationen bzw. Randbedingungen durch das Modell.
Temperatur, Windgeschwindigkeit, Feuchte, Turbulenzkoeffizienten, Konzentrationen, Stoff-
flüsse und andere Parameter passen sich dadurch der jeweiligen Bodenbeschaffenheit an und
spiegeln im Gittergerüst die untere Grenzschicht und deren Austauschbedingungen
ausreichend gut wider. Eine ähnliche Struktur der Modellschichten findet sich deshalb in
vielen mesoskaligen Anwendungen (Ackermann, 1997; Ebel et al., 1997, Renner und
Münzenberg, 2003; Andreani-Aksoyoglu, 2004). Unmittelbar verbunden mit der Geometrie
des Rechengitters ist die Frage nach der Vergleichbarkeit von an einzelnen Messpunkten
bestimmten Größen mit den entsprechenden simulierten Größen als Zellmittelwerten. Die
Problematik dieser Aufgabe ist allgemein bekannt (Ebel et al., 1997; Göldner et al., 1997).
Die Untersuchungen dazu weisen nach, dass eine verbesserte horizontale Auflösung eindeutig
zu befriedigenderen Resultaten führt als eine weitere Verfeinerung des vertikalen Gitters.
Abbildung 6 zeigt beispielhaft an eigenen Tests, dass eine Erhöhung der vertikalen Auflösung
nur wenig Auswirkung auf die simulierten Konzentrationswerte in der untersten
Modellschicht hatte und auch keinen einheitlichen Trend erkennen ließ. Die untersten
modellierten Werte gelten mithin weitestgehend als repräsentativ über die jeweilige Schicht-
höhe. Ausnahmen bilden sicher unmittelbar in Straßenschluchten aufgestellte Messcontainer.
270
275
280
285
290
295
300
0
6
12 18 24 30 36 42 48
TEMP (K)
TIME (hrs)
0.0
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
0
6
12 18 24 30 36 42 48
O3 (
µ
g/m
3
)
TIME (hrs)
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
0
6
12 18 24 30 36 42 48
SO2 (
µ
g/m
3
)
TIME (hrs)
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
0
6
12 18 24 30 36 42 48
NH3 (
µ
g/m
3
)
TIME (hrs)
Abbildung 6:
Tagesgang mehrerer simulierter Größen am 2./3.6.2002 am Ort Melpitz
(Sachsen) für verschiedene Vertikalgitter (bzw. Höhen über Grund).
Blau: 40 Schichten (34 m); rot: 50 Schichten (4 m). Helmert (2005)

image
3.2 Modellgebiet Sachsen
21
In Ergänzung zu Tabelle 1 ergibt sich folgende Gitterstruktur im Modellgebiet Sachsen:
Tabelle 2:
Gitterstruktur im Untersuchungsgebiet Sachsen
Horizontale Gitterauflösung
Modell
Rahmen
Innen
Teilgebiete um
Lippend., Boxb.
Schichtenzahl
(unterste
Schichtdicke)
1)
Modell-
Ober-
grenze
LM
2,8 km
2,8 km
2,8 km
40 (60 m)
15,0 km
MUSCAT
2,8 km
1,4 km
0,7 km
16 (60 m)
3,5 km
1)
Modellhöhe für die Variablen ist jeweils in Schichtmitte
Untergrundstruktur:
Die für die Modellanwendung notwendigen topographischen Basisdaten wie beispielsweise
die Orographie und Landnutzungstypen sind Bestandteile des peripheren Umfeldes der
entsprechenden Modelle GME, LM (jeweils DWD Offenbach) und MUSCAT (IfT Leipzig).
Die in Abbildung 7 dargestellte Gliederung des Untersuchungsgebietes nach Landnutzungs-
typen dient als Basis für alle meteorologischen und Chemie-Transport-Berechnungen
hinsichtlich der Einflüsse des Untergrundes, z.B. über die aerodynamische Rauhigkeit,
Albedo, Wärmekapazität, Bodenfeuchte, Depositionsgeschwindigkeit, biogene Emission usw.
Abbildung 7:
Untersuchungsgebiet Sachsen mit Landnutzungsstruktur im 1-km-Raster

3.3 Zeitfenster, Szenarien
22
3.3 Zeitfenster, Szenarien
In Analogie zur räumlichen Nestung der Modell-Anwendung wurde auf Grund der
Unterschiede in der Rechenzeit, Abspeicherung und Steuerungs-Reihenfolge eine Staffelung
der modellierten Zeitabschnitte des Bezugsjahres 2002 vorgenommen:
Tabelle 3:
Zeitfensterstaffelung
Modellgebiet
Globale Erde →
Mitteleuropa
→ Sachsen
Zeitfenster
5-wöchige
Bezugsjahr 2002 → Sommer-/Winter- → Szenarien
Perioden
Die zusammenhängenden Mitteleuropa-Simulationen in den Sommer- und Winterperioden,
die zur Ermittlung der Hintergrundbelastung für Sachsen dienen, sollten möglichst viele
typische und für das Auswertungsziel maßgebliche Szenarien bereithalten. Dazu ist ein
Zusammentreffen folgender beobachtbarer Sachverhalte entscheidend zu berücksichtigen:
a) Typische Sommer- bzw. Winter-Wetterlage:
Für die Festlegung der Merkmale einer typischen meteorologischen Situation wurden die
Tagesmittelwerte von Temperatur, Feuchte, Niederschlag und Windgeschwindigkeit an der
Mess-Station Collm herangezogen:
Tabelle 4:
Typische meteorologische Situationen
Periode
Temperatur
Feuchte
Niederschlag
Windgeschw.
Sommer
hoch niedrig wenig gering
Winter
tief hoch wenig gering
b) Windrichtungsmäßige Beeinflussung urbaner Zentren und Mess-Stationen durch die GFA:
Die Windrichtungen für eine mögliche Beeinflussung verschiedener Stations-Orte durch
die Großfeuerungsanlagen (GFA) ergeben sich aus den geografischen Beziehungen:
Tabelle 5:
Notwendige Windrichtungen für Schadstofftransport
Immissionsort
GFA
Leipzig
Collm
Görlitz
Dresden
Hoyers-
werda
Boxberg
Nordwest Nordost Ost
Lippendorf
Süd West
c) Beobachtung von Hot-Spot-Immissionen an den Mess-Stationen:
Ein mehrmaliges Erreichen oder Überschreiten von PM
10
-Tagesmittelwerten in Höhe von
30 μg/m
3
an den Stationen Leipzig und Görlitz innerhalb der auszuwählenden Perioden
wird vorausgesetzt.
Nach einer Überschau des Bezugsjahres 2002 anhand der festgelegten Merkmale fiel die
Entscheidung auf zwei je 5-wöchige Perioden im Sommer und Winter, die zusammenhängend

3.4 Modellsteuerung
23
unter Zugrundelegung der realen bzw. mittleren GFA-Emissionen simuliert wurden.
Innerhalb dieser Perioden wurden anschließend relevante Situationen gesucht und
eingeschränkte, je 8-tägige Episoden festgelegt, die zum Gegenstand für die Referenz-
Simulationen ohne GFA-Emissionen gemacht wurden. Aus den Differenzen zwischen den
Simulationen mit und ohne GFA werden schließlich die Analysen gefertigt (siehe Kapitel 6).
Tabelle 6:
Simulierte Sommer/Winter-Perioden 2002
Sommerperiode
- mit GFA
- ohne GFA
11. August – 15. September
15. August – 22. August
36 Tage
8 Tage
Winterperiode
- mit GFA
- ohne GFA
11. November – 16. Dezember
23. November – 30. November
36 Tage
8 Tage
Die Auswertung der Simulationen ergab eine Reihe von typischen, wiederkehrenden
Tagesabläufen, von denen vier ausgewählt wurden. Dabei wurde zugunsten einer
ausführlicheren Sommerauswertung nur eine der sich ähnelnden Wintersituationen in
Betracht gezogen:
Tabelle 7:
Ausgewählte analysierte Tage
Szenario
Datum
Charakteristik
S1
15.08.2002
schwacher Nordwind, hohe Temp.
S2
18.08.2002
schwacher Ostwind, sehr hohe Temp.
S3
20.08.2002
mäßiger Südostwind, sehr hohe Temp.
W1
24.11.2002
mäßiger Südwind, niedrige Temp.
3.4 Modellsteuerung
Das Modellsystem LM-MUSCAT ist entsprechend der Gebietsuntergliederung mehrfach mit
unterschiedlicher Auflösung und Ansteuerung anzuwenden. Die Online-Kopplung zwischen
dem Meteorologiemodell LM und dem Chemie-Transport-Modell MUSCAT gewährleistet
auf dem jeweiligen Modellgebiet die maximal mögliche Verwertung der aktuellen
meteorologischen Felder für die Berechnung der Konzentrationsverteilungen. Die
Meteorologie liefert dabei genaue Angaben zum Tagesgang aller wesentlichen Größen, die
beispielsweise den Wind, die Temperatur, die Turbulenz, die Mischungsschicht oder die
Wolken charakterisieren.
Unabhängig von der engen Verbindung der Modelle kann die horizontale Gitterauflösung des
Chemie-Transport-Modells weiter erhöht werden. Außerdem lassen sich beide Modelle
vollkommen unabhängig voneinander steuern, d.h. jedes Modell benötigt bei einer Nestung

3.4 Modellsteuerung
24
nur die Daten zu den modelltypischen aktiven Größen (siehe Tabelle 8). Die Steuerung der
Modelle versteht sich dabei als passive Unterstützung der Berechnungen, indem die
Verteilungen der einzelnen Größen über die Modellgrenzen hinaus fortgesetzt werden durch
diejenigen Werte, die vorher im größeren Gebiet mit geringerer Auflösung und zum gleichen
Zeitpunkt bereits berechnet worden sind. Damit wird hauptsächlich dem Fall Rechnung
getragen, dass außerhalb geprägte Luftmassen in das Modellgebiet vordringen können
(Advektion). Deshalb erfordert die Nestung eine sequentielle Anwendung des Modellsystems
von außen nach innen.
Tabelle 8:
Nestungsprinzip des Modellsystems LM-MUSCAT
Höhere
Nestungsstufe
Randwert-
Steuerung
Niedrigere
Nestungsstufe
meteorologische
Größen
(LM)
meteorologische
Größen
(LM)
Online-
Kopplung
Konzentrations-
verteilungen
(MUSCAT)
Konzentrations-
verteilungen
(MUSCAT)
Dieses Grundmuster der Steuerung wird im vorliegenden Fall der Zweifachnestung wie folgt
praktiziert (vergleiche zusammenfassende Tabelle 9):
1.) Simulation in Mitteleuropa (Hintergrund-Konzentrationen für Sachsen):
Zur Ermittlung der für das Modellgebiet Sachsen geltenden zeit- und ortsveränderlichen
Hintergrundkonzentrationen, die von außerhalb in das Gebiet eingetragen werden, wird LM-
MUSCAT auf dem Gebiet Mitteleuropa angewendet. Das Modell nutzt dafür den gesamten
gas- und aerosolchemischen Mechanismus, der auch im eigentlichen Untersuchungsgebiet
Sachsen Anwendung findet. Die Simulationen lösen die meteorologischen Felder mit einem
Raster von 16 km und die Konzentrationsverteilungen mit 8 km auf. Dazu erhalten beide
Modelle Unterstützung an den Außenrändern von Mitteleuropa: Die meteorologischen
Eigenschaften der Atmosphäre am Rande Mitteleuropas werden durch Daten bestimmt, die
das global operierende Modell GME im Abgleich mit Beobachtungswerten geliefert hat (so
genannte Reanalysedaten). Damit ist sichergestellt, dass die Meteorologie in Mitteleuropa
weitgehend realitätsnah abläuft. Die Berechnung der zugehörigen Konzentrationsverteilungen
erfolgt dagegen autochthon auf der Basis der im Gebiet vorliegenden Emissionen
unterschiedlichster Art, die aktuell für Europa ermittelt worden sind (siehe EMEP). Je eine 5-
wöchige Sommer- bzw. Winterperiode werden auf diese Weise für Mitteleuropa zur
Hintergrundbestimmung für Sachsen simuliert.
2.) Simulation in Sachsen (Konzentrationsverteilung in Sachsen):
Die Simulation der meteorologischen Entwicklung und der Verteilung der chemisch
veränderlichen Luftbestandteile vollzieht sich in Sachsen prinzipiell genauso wie im größeren
Gebiet Mitteleuropa. Unterschiede ergeben sich allerdings in speziellen Aspekten: (a) Die

3.4 Modellsteuerung
25
räumliche Auflösung sowohl der meteorologischen wie auch der chemischen und Transport-
Berechnungen ist um ein Vielfaches genauer; die Auflösung der Meteorologie beträgt 2,8 km,
die der Konzentrationen erreicht 0,7 km. (b) Die verwendeten Emissionsquellen beinhalten
neben den sächsischen Flächenquellen, die hier in einem einheitlichen Raster von 1,4 km
aufbereitet wurden, auch sämtliche existierenden Punktquellen, die dem horizontal variablen
Gitter entsprechend auf Flächenelemente bis hinab zu 0,7 km × 0,7 km zugeordnet werden
(siehe Kapitel 4.3). Nur in den Randgebieten jenseits der sächsischen Grenzen wird auf die
gröber aufgelösten EMEP-Emissionen zurückgegriffen. (c) Während die meteorologische
Entwicklung im Untersuchungsgebiet Sachsen wiederum durch die GME-Reanalysedaten von
außen kontrolliert wird (vgl. Mitteleuropa), erfolgen sowohl die Initialisierung als auch die
Bereitstellung von Hintergrundwerten am Außenrand für jede Spezies vermittels der in
Mitteleuropa berechneten Verteilungen aus Schritt 1. Diese selbst-konsistenten, wind-
richtungsabhängigen Profile werden im 1-Stunden-Takt zur Verfügung gestellt. Da
Simulationen mit höherer räumlicher Auflösung potenzartig gesteigerte Rechenzeiten
beanspruchen, wurden die realisierten Zeiträume auf je 8-tägige Episoden beschränkt. Diese
Rechnungen waren sogar zweifach auszuführen: mit und ohne Berücksichtigung der hier
betrachteten Hauptemittenten (GFA Boxberg und Lippendorf).
Tabelle 9:
Schema der Modell- bzw. Gebietsnestung
Global
Steuer.
Mittel-Europa
Steuerung
Sachsen
Meteorol.
Modell
Horiz. Auflös.
Vert. Auflös.
1)
GME-
Reanalyse-
Daten
60 km
ca. 60 m
GME-
Rand-
werte
2)
LM
16 km
ca. 60 m
...→
GME-
Rand-
werte
2)
LM
2,8 km
ca. 60 m
Online-
Kopplung
Chemie-
Transport-
Modell
Horiz. Auflös.
Vert. Auflös.
1)
÷
Hinter-
grund-
profile
MUSCAT
16...8 km
ca. 60 m
MUSCAT-
Rand-
werte
3)
MUSCAT
2,8...1,4...0,7 km
ca. 60 m
Emission
Horiz.Auflös.
÷
EMEP
50 km
Punktquellen,
Flächenquell.
(1,4 km)
,
EMEP (50 km)
4)
Zeit-
intervall
Referenz-
jahr 2002
11.08.-15.09.
11.11.-16.12.
15.08.-22.08.
5)
23.11.-30.11.
5)
1)
unterste Schicht, entsprechende Modellhöhe ca. 30 m
2)
6-stündliche Datenübergabe
3)
1-stündliche Datenübergabe
4)
hier nur außerhalb der Grenzen Sachsens verwendet
5)
doppelte Simulationen (mit/ohne GFA-Emissionen)

3.4 Modellsteuerung
26

4.1 Kühlturm-Emissionen
27
4. Emissionen
4.1 Kühlturm-Emissionen
Die an den beiden Standorten der Großfeuerungsanlagen (GFA) Boxberg und Lippendorf
bestehenden 3 bzw. 2 Rauchgasanlagen sind so genannte Naturzug-Kühltürme und weisen
folgende auf die Austrittsöffnung bezogene Bau- und Betriebsmerkmale auf (Heinze, 2005):
Tabelle 10:
Kühlturm- und Rauchschwaden-Merkmale
Standort
Boxberg
Boxberg
Boxberg
Lippend.
Lippend.
Anlage
III N
III P
IV
R
S
Höhe (m)
113
113
175
175
175
Durchmesser (m)
48
48
73
73
73
Temperatur (°C)
1)
37
37
37
34
34
Geschwind. (m/s)
1)
3,95
3,95
4,60
4,45
4,45
1)
von den Autoren ermittelte Durchschnittswerte
Diese vier Eigenschaften bestimmen die unter gegebenen meteorologischen Bedingungen
erreichte Endhöhe der Rauchgasfahne (siehe Kapitel 4.2). Für die Überhöhungsberechnungen
des Modells sowie für die Bereitstellung der Emissionsflüsse können die baugleichen
Anlagen eines jeden Standortes zusammengefasst werden, da die Größe der Modellgitter-
zellen ca. 700 m beträgt und den gegenseitigen Abstand übersteigt. Dabei wurden
jahreszeitlich differenzierte Mittelwerte der täglichen Emissionen gebildet und längere
Ausfallzeiten durch die entsprechenden Jahresmittelwerte ersetzt, so dass die Ergebnisse den
mittleren Betriebszustand der GFA widerspiegeln und zur Verallgemeinerung herangezogen
werden können. Datengrundlage für die Mittelung und Zusammenfassung sind die
dokumentierten Tageswerte des Rauchgasvolumenstroms und der Schadstoffdichte der
einzelnen Bestandteile (Bereitstellung auch der Mittelwerte durch den Auftraggeber). Somit
ergeben sich die folgenden mittleren Emissionswerte, getrennt nach Anlage, Periode und
chemischem Bestandteil.
Tabelle 11:
Kühlturm-Emissionswerte 2002 (Mittelwerte
1)
)
Boxberg
III N + III P
Boxberg
IV
Lippendorf
R + S
Emission
(kg/h)
Sommer
Winter
Sommer
Winter
Sommer
Winter
CO
592
518
210
153
139
106
SO
2
2)
652
659
558
592
2008
2125
NO
x
698
690
381
384
824
845
Staub
30
32
12
12
64
64
1)
Bereitstellung durch Auftraggeber
2)
12% Masseanteil davon wird in Form von Sulfationen emittiert (lt. Auftraggeber)

4.2 Kühlturm-Überhöhung
28
Die in vorstehender Tabelle auffallenden Unterschiede in der CO-Emission an allen
Standorten ergeben sich auf Grund der starken Schwankungsbreiten des gemessenen CO-
Gehaltes. Die NO
x
-Emissionen wurden im üblichen Verhältnis 90% zu 10% auf NO und NO
2
aufgeteilt, während die Staub-Emissionen gemäß den Vorgaben des Auftraggebers zu 100%
der Größenklasse < 10 μm (d.h. PPM
10
) zugeordnet wurden.
4.2 Kühlturm-Überhöhung
In Ergänzung der von MUSCAT standardmäßig angewendeten Überhöhungsfunktionen für
Schornsteine (TA Luft) wurde das speziell für die hier betrachteten Naturzug-Kühltürme als
VDI-Richtlinie (siehe VDI 3784, Blatt 2) geschaffene S/P-Modell (Schatzmann und
Policastro, 1984) nutzbar gemacht. Das Modell berechnet die Endhöhe der mit dem
Wasserdampfschwaden vermischten Rauchgase nach Austritt aus dem Kühlturm und ihrer
horizontalen Einlenkung bei Erreichen des Gleichgewichts mit den meteorologischen
Umgebungsbedingungen. Dabei werden die Einflüsse sowohl der Kühlturm-Eigenschaften
(Geometrie, Austrittstemperatur und -geschwindigkeit nach Tabelle 10) als auch der
atmosphärischen Profile (Wind, Temperatur, Feuchte) berücksichtigt.
Das Modell geht von den physikalischen Erhaltungsgleichungen für Impuls, Energie und
Feuchte aus und bezieht die turbulente Vermischung mittels Parametrisierung ein. Die
Validierung erfolgte anhand einer Vielzahl von Labor- und Feldmessungen (Schatzmann und
Policastro, 1984). Das Modell wurde in die aktuelle Anwendung integriert, so dass die lokale
meteorologische Situation die Kühlturmüberhöhung bestimmt. In Abhängigkeit vom
höhenintegrierten Temperaturprofil erfolgt eine Begrenzung der maximalen Schwadenhöhe
auf 800 m bei stabiler bzw. 1100 m bei neutraler Schichtung (gemäß den Ausbreitungsklassen
der TA Luft). Darüber hinaus wird vom Modell die Überhöhungsberechnung konservativ
ausgelegt (begrenzt), wenn numerische Abbruchkriterien dies fordern.
Der prinzipielle Einfluss von Windgeschwindigkeit, Stabilität und relativer Feuchte auf die
berechnete effektive Emissionshöhe wird aus den Tabellen 12 und 13 ersichtlich. Zur
Vereinfachung wurde dabei von vertikal konstanten Werten dieser Einflussgrößen
ausgegangen sowie von folgenden Parametern für den Kühlturm: 175 m Höhe, 73 m
Durchmesser, 37°C Austrittstemperatur und 4,2 m/s Austrittsgeschwindigkeit. Deutlich tritt
der starke Einfluss der Windgeschwindigkeit zutage. In den Modellrechnungen selbst findet
der tatsächliche, veränderliche Profilverlauf innerhalb der durchlaufenen Überhöhungsstrecke
Berücksichtigung.
Tabelle 12:
Abhängigkeit der effektiven Emissionshöhe (in m) von der thermischen Stabilität
(vertikal konstant) und Windgeschwindigkeit für 12°C Bodentemperatur und 65% relative
Feuchte (konstant)
Windgeschwindigkeit
Stabilität
1 m/s
2 m/s
5 m/s
10 m/s
20 m/s
+2 K/km
(sehr stabil)
615
499
396
336
259
- 2 K/km
(stabil)
707
552
423
353
268
- 6 K/km
(gering stabil)
800
1)
661
471 378 280
1)
Begrenzung

4.2 Kühlturm-Überhöhung
29
Tabelle 13:
Abhängigkeit der effektiven Emissionshöhe (in m) von der relativen Feuchte
(vertikal konstant) und Windgeschwindigkeit für 12°C Bodentemperatur und -2 K/km
thermische Stabilität (konstant, stabil)
Windgeschwindigkeit
Relative
Feuchte
1 m/s
2 m/s
5 m/s
10 m/s
20 m/s
65 %
707
552
423
353
268
80 %
800
1)
630
475
390
292
95 %
800
1)
800
1)
627
511 389
1)
Begrenzung
Als Beispiel für das Zusammenwirken der atmosphärischen Parameter wird in den
Abbildungen 8 und 9 der reale Zeitverlauf verschiedener Größen für die Kühltürme Boxberg
und Lippendorf während eines simulierten Sommerintervalls (23.08.-26.08.2002) und
Winterintervalls (05.12.-08.12.2002) wiedergegeben. Die Abbildungen zeigen die erreichten
effektiven Emissionshöhen an den jeweiligen Standorten gemeinsam mit den in Bauwerks-
höhe herrschenden aktuellen Temperaturgradienten, Windgeschwindigkeiten und Feuchte-
werten. Die tageszeitlich bedingten starken Schwankungen der Emissionshöhe im Sommer
sind verständlich, da ein regelmäßiger Wechsel von stabiler und neutraler Schichtung
stattfindet. Im Winter sind diese Unterschiede nicht so stark ausgeprägt, allerdings zeigen sich
auch hier die größten Überhöhungen bei neutraler Schichtung (dT/dz = -10 K/km). Die beiden
ungleich hohen Kühltürme in Boxberg weisen wie erwartet einen nahezu parallelen Verlauf
der effektiven Emissionshöhen auf, während sich die Differenzen zwischen den baugleichen
Kühltürmen Lippendorf und Boxberg IV auf die lokalen Unterschiede in der Wind-
geschwindigkeit, Temperatur und relativen Feuchte zurückführen lassen.

4.2 Kühlturm-Überhöhung
30
0
200
400
600
800
1000
1200
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit (h)
Hoehe (m)
Lippend.
Boxb. III
Boxb. IV
Effektive Emissionshoehe 23.08.-26.08.2002
-10
-5
0
5
10
15
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit (h)
dT/dz (K/km)
Lippend.
Boxberg
Temperaturgradient 23.08.-26.08.2002
0
5
10
15
20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit (h)
v (m/s)
Lippend.
Boxberg
Windgeschwindigkeit 23.08.-26.08.2002
0
20
40
60
80
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit (h)
RH (%)
Lippend.
Boxberg
Relative Feuchte 23.08.-26.08.2002
Abbildung 8:
Zeitlicher Verlauf der effektiven Emissionshöhen der Kühltürme in Boxberg
und Lippendorf sowie der Temperaturgradienten, Windgeschwindigkeiten und relativen
Luftfeuchten in Bauwerkshöhe (Sommerintervall)

4.2 Kühlturm-Überhöhung
31
0
200
400
600
800
1000
1200
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit (h)
Hoehe (m)
Lippend.
Boxb. III
Boxb. IV
Effektive Emissionshoehe 05.12.-08.12.2002
-10
-5
0
5
10
15
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit (h)
dT/dz (K/km)
Lippend.
Boxberg
Temperaturgradient 05.12.-08.12.2002
0
5
10
15
20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit (h)
v (m/s)
Lippend.
Boxberg
Windgeschwindigkeit 05.12.-08.12.2002
20
40
60
80
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Zeit (h)
RH (%)
Lippend.
Boxberg
Relative Feuchte 05.12.-08.12.2002
Abbildung 9:
Zeitlicher Verlauf der effektiven Emissionshöhen der Kühltürme in Boxberg
und Lippendorf sowie der Temperaturgradienten, Windgeschwindigkeiten und relativen
Luftfeuchten in Bauwerkshöhe (Winterintervall)

4.3 Emissionskataster
32
4.3 Emissionskataster
Die in Kapitel 4.1 beschriebenen Kühlturm-Emissionen der beiden GFA Boxberg und
Lippendorf sind mit der Gesamtheit aller anderen Emissionsquellen zu kombinieren. Zu
diesen zählen neben den biogenen Quellen (siehe Kapitel 4.5) die folgenden Verursacher-
gruppen, getrennt nach identifizierten Punktquellen und zusammengefassten Flächenquellen:
Tabelle 14:
Verursachergruppen in Sachsen
1
Genehmigungspflichtige Einzelemittenten (Kraftwerke)
1061 Punktquellen
2
Kleinverbraucher (Industrie)
3
Hausbrand
4
Haushalte (ohne Verbrennung)
5
Straßenverkehr
6
Schienenverkehr
7
Schiffsverkehr
8
Luftverkehr
9
Landwirtschaft
Flächenquellen
(1 km × 1 km)
Während die Jahresemissionen und geographischen Koordinaten der Punktquellen (Anzahl:
1061 innerhalb Sachsens, incl. GFA Boxberg und Lippendorf) infolge der Genehmigungs-
pflicht bekannt sind, werden die übrigen (flächenbezogenen) Quellen aus infrastrukturellen
Aktivitäten, Besiedlungsdichten und Verkehrsflüssen in Verbindung mit spezifischen
Emissionsfaktoren abgeleitet (siehe Göldner et al., 1998). Die den einzelnen Gruppen
zugeordneten Jahresemissionskataster für das Gebiet Sachsen wurden vom Auftraggeber im
1-km-Raster geliefert und auf das mittelfein aufgelöste Modellgitter für Sachsen aggregiert
(1,4 km; vgl. Abb. 5 und Tab. 2). Die Flächenkataster enthalten getrennte Angaben für die
hauptsächlichen Abluftkomponenten SO
2
, NO, NO
2
, CO, NH
3
, Methan, andere Kohlen-
wasserstoffe, PPM
2,5
und PPM
10
. Bei den Punktquellen hingegen liegen für NO
x
und Staub
nur allgemeine Werte vor, so dass eine nachträgliche massenmäßige Aufspaltung von NO
x
in
NO und NO
2
(90% bzw. 10%) bzw. von Staub in PPM
2,5
und PPM
10
(55% bzw. 85%)
vorzunehmen ist (siehe Kapitel 4.4).
Da die Nutzung von Jahresemissionen für Ausbreitungsrechnungen weitere Differenzierungs-
schritte beispielsweise hinsichtlich des genauen zeitlichen Verlaufs erfordert, werden die oben
aufgeführten Verursachergruppen auf die international üblichen SNAP-Klassen (siehe:
CORINAIR) aufgeteilt, für die entsprechende zeitliche Disaggregationsfunktionen entwickelt
wurden und in Gebrauch sind (siehe Kapitel 4.4):

4.3 Emissionskataster
33
Tabelle 15:
SNAP-Klassen und Zuordnung der Verursachergruppen aus Tabelle 14
SNAP
Emissionstyp
Nr. aus
Tabelle 14
1
Verbrennungsanlagen in Energie- und Rohstoffindustrie (Kraftwerke)
1
2
Nicht-industrielle Verbrennungsanlagen (Heizung)
3
3
Verbrennungsanlagen in der verarbeitenden Industrie
2
4
Industrielle Produktionsprozesse ohne Verbrennung
÷
5
Förderung und Verteilung fossiler Brennstoffe, geotherm. Anlagen
÷
6
Freisetzung von Lösungsmitteln (Chemieindustrie)
4
7
Straßenverkehr
5
8
Schienen-, Schiffs- und Luftverkehr
6 + 7 + 8
9
Abfallwirtschaft, Deponien
÷
10
Landwirtschaft
9
Im Unterschied zu den auf das sächsische Territorium bezogenen Emissionskatastern wurden
für die außersächsischen Gebiete sowohl innerhalb Deutschlands als auch in Polen und
Tschechien die EMEP-Emissionsdaten benutzt. Diese liegen bereits in der nach SNAP-
Klassen aufgeschlüsselten Form in einer räumlichen Auflösung von 50 km × 50 km als
Flächenquellen vor (siehe: EMEP; Wolke, Hellmuth et al., 2004). Sie bilden auch die
Grundlage für die Mitteleuropa-Simulationen.
Die Abbildungen 10-13 vermitteln einen Eindruck von der Verteilung der im Modellgebiet
Sachsen berücksichtigten Punkt- und Flächenquellen. Die dargestellten Emissionen
beschränken sich dabei auf die Komponenten SO
2
, NH
3
und PM
10
. Die Punktquellen
(Abbildung 10; nur SO
2
gezeigt) enthalten nicht die GFA Boxberg und Lippendorf (deren
Emissionswerte sind in Tabelle 11 ausgewiesen). Alle Punktquellen gehen mit ihren
berechneten effektiven Emissionshöhen in das Modell ein. Interessanter als die
Punktquellenverteilung sehen die Verteilungsbilder der Flächenquellen aus. Hier fallen die
starken, aber auch nur sehr grob gerasterten tschechischen SO
2
-Emissionsgebiete auf
(Abbildung 11), wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass die entsprechenden sächsischen
Emittenten als Punktquellen in dieser Abbildung nicht in Erscheinung treten. In Abbildung 12
zeichnen sich vorwiegend die landwirtschaftlichen NH
3
-Quellgebiete und in Abbildung 13
das Straßenverkehrsnetz als PM
10
-Verursacher ab.

image
image
4.3 Emissionskataster
34
Boxberg
Lippendorf
Leipzig
Dresden
Chemnitz
2.0e-7
6.5e-6
2.1e-4
0.01
0.22
6.9
224
>7000 t/a
Abbildung 10:
SO
2
-Jahresemissionen aller sächsischen Punktquellen (außer GFA Boxberg
und Lippendorf). Nichtlineare Skala.
Boxberg
Lippendorf
Leipzig
Dresden
Chemnitz
0.00
0.63
1.26
1.89
2.52
3.15
3.78
4.40 t/(a*km
2
)
Abbildung 11:
SO
2
-Jahresemissionen aller Flächenquellen im Modellgebiet Sachsen
(in Sachsen: 1,4 km × 1,4 km; außerhalb: 50 km × 50 km [EMEP])

image
image
4.3 Emissionskataster
35
Boxberg
Lippendorf
Leipzig
Dresden
Chemnitz
0.00
0.79
1.59
2.38
3.17
3.97
4.76
5.55 t/(a*km
2
)
Abbildung 12:
NH
3
-Jahresemissionen aller Flächenquellen im Modellgebiet Sachsen
(in Sachsen: 1,4 km × 1,4 km; außerhalb: 50 km × 50 km [EMEP])
Boxberg
Lippendorf
Leipzig
Dresden
Chemnitz
0.00
0.17
0.35
0.52
0.70
0.87
1.04
1.22 t/(a*km
2
)
Abbildung 13:
PPM
grob
-Jahresemissionen aller Flächenquellen im Modellgebiet Sachsen
(in Sachsen: 1,4 km × 1,4 km; außerhalb: 50 km × 50 km [EMEP])

4.4 Split- und Zeitfaktoren
36
4.4 Split- und Zeitfaktoren
1) NO
x
-Split:
Die Aufspaltung der NO- und NO
2
-Anteile aus den NO
x
-Emissionswerten der Punktquellen
basiert auf dem allgemein üblichen Massensplit für das NO
2
/NO
x
-Verhältnis von 10%,
welches auch bei den Flächenquellen Anwendung findet.
2) VOC-Split:
Die Differenzierung der in den Emissionskatastern angegebenen Nicht-Methan-
Kohlenwasserstoffe erfolgt mit Hilfe des VOC-Splits von Winiwarter und Züger (1996), der
die spezifischen Eigenschaften der SNAP-Klassen berücksichtigt. Die Emissionswerte von 32
VOC-Spezies werden auf diese Weise in Anpassung an das Chemiemodell RACM (siehe
Kapitel 2.2) generiert.
3) Staub-Split:
Da die Staubkomponente für die Punktquellen nur allgemein ausgewiesen ist, wird die
Differenzierung gemäß den Größenklassen von PM
2,5
und PM
10
nach den Referenzlisten zur
Berechnung des Feinstaubanteils vorgenommen (siehe: Referenzlisten). Für alle Punktquellen
(außer GFA: siehe Kapitel 4.1) werden entsprechend den verwendeten Entschwefelungs- und
Entstaubungsanlagen die Werte 55% für den PPM
2,5
-Anteil und 85% für den PPM
10
-Anteil
des Staubes gewählt.
4) Zeitlicher Verlauf:
Die als Jahreswerte gegebenen anthropogenen Emissionen lassen über den Mittelwert hinaus
keine Aussagen zum tatsächlichen zeitlichen Verhalten zu, auch wenn sie in Verursacher-
oder SNAP-Klassen getrennt vorliegen. Für die mesoskalige Modellierung ist es jedoch
unentbehrlich, die Emissionen in ihrem täglichen, wöchentlichen und jahreszeitlichen Zyklus
zu erfassen. Deshalb sind normierte Funktionen der zeitlichen Variation in diesen Zyklen für
jede SNAP-Klasse getrennt entwickelt worden (Winiwarter und Züger, 1996), mit denen die
Jahresemissionswerte zu multiplizieren sind. So schwanken beispielsweise Heizungs- und
Landwirtschaftsemissionen im täglichen und jahreszeitlichen Rhythmus besonders stark,
während industrielle Prozesse nahezu gleichbleibende Aktivität entfalten. In diesem Projekt
wurden die für Europa aktuell geltenden Funktionen verwendet (Fath, 2002). Die Kühlturm-
Emissionen wurden im Unterschied zu den übrigen Punktquellen nicht dieser Differenzierung
unterzogen (bis auf die jahreszeitlichen Unterschiede gemäß Tabelle 11). Tabelle 16 gibt
einen Überblick über diese Faktoren zu ausgewählten Zeitpunkten wieder (Die Faktoren der
verschiedenen Zeitzyklen sind jeweils auf 1 normiert).

4.4 Split- und Zeitfaktoren
37
Tabelle 16:
Faktoren zur zeitlichen Differenzierung von Jahresemissionen (nach: Fath, 2002)
Faktor für Wochentag und Stunde
Monatsfaktor
Montag-Freitag
Sonnabend/Sonntag
SNAP
incl.
GFA
Boxb./Lipp.
Aug. Sept. Nov. Dez.
Nacht Morg. Mitt. Abend
Nacht Morg. Mitt. Abend
GFA
1,00 1,00 1,00 1,00
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1
0,88
0,95
1,08
1,15
0,8
1,3
1,2
1,1
0,7
1,0
1,0
0,9
2
0,40
0,70
1,40
1,65
0,4
1,7
1,1
1,6
0,3
1,3
0,8
1,2
3
0,95
0,97
1,03
1,05
0,8
1,1
1,4
1,1
0,6
0,8
1,0
0,8
4
0,88
1,01
1,01
0,87
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
5
1,00
1,00
1,00
1,00
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
6
1,01
1,04
1,01
0,91
0,2
1,6
1,8
1,6
0,1
0,7
0,8
0,7
7
1,02
1,06
1,01
0,93
0,2
2,0
1,3
2,2
0,1
1,5
1,0
1,7
8
1,02
1,06
1,01
0,93
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
9
1,00
1,00
1,00
1,00
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
10
1,00 1,10 0,45 0,45
0,6
1,0
1,8
1,0
0,6
1,0
1,8
1,0

4.5 Biogene Emissionen
38
4.5 Biogene Emissionen
Die Einbeziehung der biogenen NO- und VOC-Emission erfolgt als vertikal nach oben
gerichtete Flussrate durch den unteren Modellrand (Renner und Münzenberg, 2003), separat
für jeden Modellzeitschritt und jede untere Modellzelle. Die Flussrate für NO-Emission ist in
Abhängigkeit von Vegetationstyp und Oberflächentemperatur und die für VOC-Emission in
zusätzlicher Abhängigkeit vom Sonnenstand modelliert. Diese Berechnung führt zwangs-
läufig zu einer zeitlichen und räumlichen Differenzierung entsprechend den meteorologischen
Bedingungen und der Untergrundstruktur im Modellgitter. Im Einzelnen bestimmt sich die
Flussrate aus einem Standardwert F
0
, der von der Spezies und der Vegetationsart abhängt, und
zwei Korrekturfaktoren, die die Abhängigkeiten von Sonnenstand (c
L
) und Temperatur (c
T
)
berücksichtigen:
F
bio
= F
0
c
L
c
T
(8)
mit den in Tabelle 17 spezifizierten Größen.
Tabelle 17:
Parameter der biogenen Emission (siehe Gleichung (8))
E m i s s i o n
v o n
Parameter/Funktion
NO
1)
Isopren
2)
Terpen
2)
Feld (Mai-Aug)
15,9
Feld (Sept-April)
1,2
Wiese
1,5
Heide
0,9
Buschwerk
0,9
584
103
Laubwald
0,12
584
103
Nadelwald
0,12
207
380
F
0
[ng/m
2
s]
Stadt
0,12
c
L
3)
1
cos α / cos α
0
1
c
T
4)
exp[0,071 T
s
]
log
10
(c
T
) = - 0,796
+ 1,2 / {1 + exp[-0,4 (T
s
-T
1
)]}
exp[0,1 (T
s
-T
2
)]
1)
Williams et al., 1992; Stohl et al., 1996
2)
Pierce et al., 1990; Veldt, 1991; Günther et al., 1993
3)
α, α
0
: aktueller und Zenit-Sonnenstandswinkel;
4)
T
s
, T
1
, T
2
: Bodentemperatur und Referenztemperaturen 28,3 bzw. 30 ( jeweils °C).

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
39
5. Modell-Validierung
Zur Bewertung der Brauchbarkeit bzw. Güte des Modells wurden die simulierten
meteorologischen Größen Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Temperatur sowie die
Konzentrationen von SO
2
, NO
2
und PM
10
mit gemessenen Werten an verschiedenen
sächsischen Stationen verglichen. In den Abbildungen dieses Kapitels bedeuten die roten
Linien die gemessenen Tagesmittelwerte, die grünen Linien die simulierten Stundenwerte.
Die starken Schwankungen der stündlich vorliegenden Modelldaten geben einen Eindruck
davon, welche Varianz sich auch hinter den gemittelten Beobachtungswerten verbirgt. Zur
Problematik des Vergleichs zwischen Mess- und Modelldaten wurde bereits in Kapitel 3.2
eingegangen. Die Ursache dafür, dass selbst Mittelwerte nicht immer gut übereinstimmen,
liegt zum einen an den Schwierigkeiten beim Vergleich von Modellgitterzellen mit
Messpunkten (Problem der Repräsentanz) und zum anderen (bei den Konzentrationen) auch
an teilweise erheblichen Fehlern bei den Emissionsdaten. Für diese Erklärung spricht
jahrelange Erfahrung auf dem Gebiet der atmosphärenchemischen Modellierung und auch die
Tatsache, dass die gemessenen und simulierten meteorologischen Größen deutlich besser
übereinstimmen als die entsprechenden Konzentrationen.
Die ausgewählten Stationen repräsentieren unterschiedliche Standortbedingungen:
Schwartenberg ist eine Höhenstation im Erzgebirge, der Collm liegt im Tiefland zwischen
Leipzig und Dresden (beide sind eher emittentenfern), Radebeul ist suburbanes Gebiet und
Leipzig-West eine Innenstadtstation. Verglichen wurden die Werte über die gesamte Sommer-
und Winterperiode.
5.1. Vergleich meteorologischer Größen
Die Abbildungen 14 bis 21 zeigen den Vergleich der meteorologischen Größen Temperatur,
Windgeschwindigkeit und Windrichtung. Unter diesen Größen weist die
Windrichtung
prinzipiell die geringste vertikale Variation unmittelbar über dem Erdboden auf. Deshalb fällt
ihr Vergleich an allen Stationen sehr gut aus. Auch die bodennahe
Temperatur
liefert kaum
signifikante Abweichungen, obwohl ihre Variation im Tagesverlauf, aber auch in größeren
Zeiträumen sowie zwischen Sommer und Winter beträchtlich ist. Darin drückt sich die
Qualität der modellierten dynamischen und energetischen Prozesse des Modells LM aus.
Einzig bei der
Windgeschwindigkeit
stellen sich systematische Abweichungen heraus, die
allerdings ihren Grund im logarithmischen Vertikalprofil dieser Größe haben. Dieses prägt
sich unterhalb der ersten Modellhöhe (ca. 30 m), also insbesondere in Messhöhe, voll aus,
wird vom Gitter jedoch nicht getragen. Deswegen liegen die simulierten Windgeschwindig-
keiten im doppelten Sinne oberhalb der gemessenen. Dabei bildet die Station Schwartenberg
eine positive Ausnahme (evt. begründet durch exponierte Lage), während die Stadt-Station
Leipzig-West verständlicherweise die größten Abweichungen aufweist.

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
40
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
5
10
15
20
25
Temperatur (C)
TEMP Schwarbg
TEMP Schwartenberg (Simu)
Temperatur Schwartenberg 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
Windgeschwindigkeit (m/s)
WS Schwarbg
WS Schwartenberg (Simu)
Windgeschwindigkeit Schwartenberg 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
100
200
300
Windrichtung (Grad)
WD Schwarbg
WD Schwartenberg (Simu)
Windrichtung Schwartenberg 11.08.-15.09.2002
Abbildung 14:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Schwartenberg
(Sommerperiode)

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
41
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
-15
-5
5
15
Temperatur (C)
TEMP Schwarbg
TEMP Schwartenberg (Simu)
Temperatur Schwartenberg 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
Windgeschwindigkeit (m/s)
WS Schwarbg
WS Schwartenberg (Simu)
Windgeschwindigkeit Schwartenberg 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
100
200
300
Windrichtung (Grad)
WD Schwarbg
WD Schwartenberg (Simu)
Windrichtung Schwartenberg 11.11.-16.12.2002
Abbildung 15:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Schwartenberg
(Winterperiode)

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
42
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
10
15
20
25
30
Temperatur (C)
TEMP Collm
TEMP Collmberg (Simu)
Temperatur Collm 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
Windgeschwindigkeit (m/s)
WS Collm
WS Collmberg (Simu)
Windgeschwindigkeit Collm 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
100
200
300
Windrichtung (Grad)
WD Collm
WD Collmberg (Simu)
Windrichtung Collm 11.08.-15.09.2002
Abbildung 16:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Collm
(Sommerperiode)

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
43
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
-15
-5
5
15
Temperatur (C)
TEMP Collm
TEMP Collmberg (Simu)
Temperatur Collm 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
Windgeschwindigkeit (m/s)
WS Collm
WS Collmberg (Simu)
Windgeschwindigkeit Collm 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
100
200
300
Windrichtung (Grad)
WD Collm
WD Collmberg (Simu)
Windrichtung Collm 11.11.-16.12.2002
Abbildung 17:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Collm
(Winterperiode)

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
44
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
10
15
20
25
30
Temperatur (C)
TEMP RadeWahn
TEMP Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
Temperatur Radebeul 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
Windgeschwindigkeit (m/s)
WS RadeWahn
WS Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
Windgeschwindigkeit Radebeul 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
100
200
300
Windrichtung (Grad)
WD RadeWahn
WD Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
Windrichtung Radebeul 11.08.-15.09.2002
Abbildung 18:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Radebeul
(Sommerperiode)

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
45
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
-15
-5
5
15
Temperatur (C)
TEMP RadeWahn
TEMP Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
Temperatur Radebeul 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
Windgeschwindigkeit (m/s)
WS RadeWahn
WS Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
Windgeschwindigkeit Radebeul 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
100
200
300
Windrichtung (Grad)
WD RadeWahn
WD Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
Windrichtung Radebeul 11.11.-16.12.2002
Abbildung 19:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Radebeul
(Winterperiode)

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
46
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
10
15
20
25
30
Temperatur (C)
TEMP LpzWest
TEMP Leipzig/West (Simu)
Temperatur Leipzig-W. 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
Windgeschwindigkeit (m/s)
WS LpzWest
WS Leipzig/West (Simu)
Windgeschwindigkeit Leipzig-W. 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
100
200
300
Windrichtung (Grad)
WD LpzWest
WD Leipzig/West (Simu)
Windrichtung Leipzig-W. 11.08.-15.09.2002
Abbildung 20:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Leipzig-West
(Sommerperiode)

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
47
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
-15
-5
5
15
Temperatur (C)
TEMP LpzWest
TEMP Leipzig/West (Simu)
Temperatur Leipzig-W. 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
Windgeschwindigkeit (m/s)
WS LpzWest
WS Leipzig/West (Simu)
Windgeschwindigkeit Leipzig-W. 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
100
200
300
Windrichtung (Grad)
WD LpzWest
WD Leipzig/West (Simu)
Windrichtung Leipzig-W. 11.11.-16.12.2002
Abbildung 21:
Zeitreihen meteorologischer Größen (Simul./Beob.). Station Leipzig-West
(Winterperiode)

5.1 Vergleich meteorologischer Größen
48

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
49
5.2
Vergleich von Konzentrationswerten
Der Vergleich der Konzentrationen fällt im Unterschied zu den meteorologischen Größen
nicht so gut aus (siehe die folgenden Abbildungen 22-29). Hier spielt die Qualität der
Eingabedaten eine ungleich größere Rolle, beispielsweise durch den Einfluss der
Hintergrundbelastung oder der verfügbaren Emissionen. Auf jeden Fall schlägt negativ zu
Buche, dass die hohe räumliche Auflösung der Kataster unmittelbar an den Grenzen Sachsens
endet und außerhalb eine vielfach gröbere Emissionsstruktur vorliegt (siehe die Abbildungen
11-13). Außerdem kann man im allgemeinen davon ausgehen, dass die Emissionskataster
nicht qualifiziert genug sind und vor allem bei den Partikelemissionen erhebliche Anteile
nicht-anthropogener Bestandteile (Erosionsstaub, Pollen u.ä.) fehlen. Auch die tschechischen
Emissionen sind oft unterschätzt (siehe auch Göldner et al., 1997).
Die
NO
2
-Werte werden offenbar stets zu gering berechnet, was besonders im Winter auffällt
(bis etwa um Faktor 2). Diese Problematik hängt nicht nur von den Emissionen ab, sondern
sehr empfindlich auch von der Ozonchemie und den Strahlungsbedingungen. Im
SO
2
-
Vergleich gibt es große Unterschiede zwischen den Stationen. Während das Modell an den
Stationen Collm, Radebeul und Leipzig die Beobachtung zumindest streckenweise relativ gut
widerspiegelt, können manche Zeitintervalle nicht reproduziert werden: Schwartenberg
generell nicht (viele sehr hohe Ausschläge der Messwerte nach oben); Collm, Radebeul und
z.T. Leipzig in der ersten Sommerwoche nicht (Faktor 2 nach unten) und in der letzten
Winterwoche nicht (Faktor 2 nach oben). Diese Ereignisse lassen sich auch nicht unbedingt
einer bestimmten Anströmungsrichtung zuordnen. Allerdings sind die auseinanderliegenden
Stationen stets im gleichen Maß und mit gleicher Tendenz betroffen, was auf einen
systematischen Zusammenhang hinweist, z.B. mit dem großskaligen Hintergrund. Ähnlich
kompliziert wie bei SO
2
gestaltet sich der Vergleich bei
PM
10
. Die modellierten Werte
erscheinen als die Basis, von der die Beobachtungswerte mehr oder weniger oft nach oben
abweichen (bis über Faktor 2). Im Sommer gibt es ein zweiwöchiges Zeitintervall (17.-30.
August) mit konstant um den Faktor 3 überhöhten Messwerten an allen Stationen, die
eindeutig einer ebenso lange anhaltenden Südost-Anströmung zuzuordnen sind (d.h. aus
Richtung Tschechien). Im Winter dagegen treten viele Einzelereignisse von ähnlichem
Ausmaß auf, dazwischen liegen die Beobachtungswerte wieder in der Nähe der berechneten.
Insgesamt entsprechen die festgestellten Abweichungen in der Tendenz und in der
Größenordnung etwa dem, was ein europäischer Modellvergleich für ähnliche Simulationen
im Rahmen des City-Delta-Projekts (Wolke, Hellmuth et al., 2004) ebenfalls ergeben hat. Als
Hauptgrund werden die mit Defiziten in Qualität und räumlicher Auflösung behafteten
Emissionskataster angesehen. Doch auch die lokalen Bedingungen der Messstationen können
im allgemeinen nicht ebenso differenziert von den Modellen erfasst werden. Zusammen-
fassend kann man feststellen, dass das Modellsystem dazu geeignet ist, die im Projekt
formulierte Aufgabenstellung erfolgreich zu bearbeiten. Die Beeinflussung der
Staubimmission durch die Emissionen der GFA Boxberg und Lippendorf wurde durch
Differenzbildung zu Referenzsimulationen ohne GFA ermittelt, so dass die relativen Effekte
maßgebend sind und nicht primär die möglichen systematischen Abweichungen von den
Beobachtungswerten.

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
50
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
50
Konzentration (myg/m3)
NO2 Schwarbg
NO2 Schwartenberg (Simu)
NO2-Konzentration Schwartenberg 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
Konzentration (myg/m3)
SO2 Schwarbg
SO2 Schwartenberg (Simu)
SO2-Konzentration Schwartenberg 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
Konzentration (myg/m3)
PM10 Schwarbg
PM10 Schwartenberg (Simu)
PM10-Konzentration Schwartenberg 11.08.-15.09.2002
Abbildung 22:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Schwartenberg
(Sommerperiode)

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
51
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
100
Konzentration (myg/m3)
NO2 Schwarbg
NO2 Schwartenberg (Simu)
NO2-Konzentration Schwartenberg 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
Konzentration (myg/m3)
SO2 Schwarbg
SO2 Schwartenberg (Simu)
SO2-Konzentration Schwartenberg 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
100
Konzentration (myg/m3)
PM10 Schwarbg
PM10 Schwartenberg (Simu)
PM10-Konzentration Schwartenberg 11.11.-16.12.2002
Abbildung 23:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Schwartenberg
(Winterperiode)

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
52
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
50
Konzentration (myg/m3)
NO2 Collm
NO2 Collmberg (Simu)
NO2-Konzentration Collm 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
20
Konzentration (myg/m3)
SO2 Collm
SO2 Collmberg (Simu)
SO2-Konzentration Collm 11.08.-15.09.2002
Abbildung 24:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Collm
(Sommerperiode)

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
53
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
100
Konzentration (myg/m3)
NO2 Collm
NO2 Collmberg (Simu)
NO2-Konzentration Collm 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
Konzentration (myg/m3)
SO2 Collm
SO2 Collmberg (Simu)
SO2-Konzentration Collm 11.11.-16.12.2002
Abbildung 25:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Collm
(Winterperiode)

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
54
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
50
Konzentration (myg/m3)
NO2 RadeWahn
NO2 Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
NO2-Konzentration Radebeul 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
20
Konzentration (myg/m3)
SO2 RadeWahn
SO2 Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
SO2-Konzentration Radebeul 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
Konzentration (myg/m3)
PM10 RadeWahn
PM10 Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
PM10-Konzentration Radebeul 11.08.-15.09.2002
Abbildung 26:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Radebeul
(Sommerperiode)

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
55
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
100
Konzentration (myg/m3)
NO2 RadeWahn
NO2 Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
NO2-Konzentration Radebeul 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
Konzentration (myg/m3)
SO2 RadeWahn
SO2 Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
SO2-Konzentration Radebeul 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
100
Konzentration (myg/m3)
PM10 RadeWahn
PM10 Radebeul/Wahnsdorf (Simu)
PM10-Konzentration Radebeul 11.11.-16.12.2002
Abbildung 27:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Radebeul
(Winterperiode)

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
56
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
50
Konzentration (myg/m3)
NO2 LpzWest
NO2 Leipzig/West (Simu)
NO2-Konzentration Leipzig-W. 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
5
10
15
20
Konzentration (myg/m3)
SO2 LpzWest
SO2 Leipzig/West (Simu)
SO2-Konzentration Leipzig-W. 11.08.-15.09.2002
5328
5428
5528
5628
5728
5828
5928
6028
6128
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
Konzentration (myg/m3)
PM10 LpzWest
PM10 Leipzig/West (Simu)
PM10-Konzentration Leipzig-W. 11.08.-15.09.2002
Abbildung 28:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Leipzig-West
(Sommerperiode)

5.2 Vergleich von Konzentrationswerten
57
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
100
Konzentration (myg/m3)
NO2 LpzWest
NO2 Leipzig/West (Simu)
NO2-Konzentration Leipzig-W. 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
10
20
30
40
Konzentration (myg/m3)
SO2 LpzMit
SO2 Leipzig/Mitte (Simu)
SO2-Konzentration Leipzig-M. 11.11.-16.12.2002
7536
7636
7736
7836
7936
8036
8136
8236
8336
Zeit (Stunden seit Jahresbeginn)
0
20
40
60
80
100
Konzentration (myg/m3)
PM10 LpzWest
PM10 Leipzig/West (Simu)
PM10-Konzentration Leipzig-W. 11.11.-16.12.2002
Abbildung 29:
Zeitreihen von Konzentrationen (Simul./Beob.). Station Leipzig-West
(Winterperiode)

6. Ergebnisse
58
6. Ergebnisse
Für die hier analysierten Bildungsprozesse und Verteilungsmuster von sekundären
anthropogenen Aerosolbestandteilen sind hauptsächlich folgende, in den vorangegangenen
Kapiteln beschriebene Näherungen bzw. Prinzipien der Modellanwendung von Bedeutung:
a) Die meteorologischen Bedingungen, unter denen die Partikel und gasförmigen
Vorläufersubstanzen chemisch verändert und transportiert werden, sind von einem
kommerziellen meteorologischen Prognosemodell unter Einbeziehung der jeweiligen
Beobachtungsdaten generiert worden. Die räumliche und zeitliche Feinauflösung dieser
meteorologischen Felder berücksichtigt die topografischen Strukturen des Untergrundes in
ausreichend hohem Maße. In Kapitel 5.1 wurde nachgewiesen, dass die Modellergebnisse die
Beobachtungsdaten zuverlässig auch für größere Zeitintervalle widerspiegeln.
b) Transport und Diffusion von Luftbestandteilen sowie deren Reaktionsbedingungen sind
vom meteorologischen Modell vorbestimmt und somit hier gut repräsentiert. Zur Beschrei-
bung der chemischen Reaktionen wurden fundierte und in der einschlägigen Literatur
standardmäßig genutzte Mechanismen verwendet, deren Reaktionskonstanten auf vielfacher
Überprüfung beruhen. Eventuell auftretende systematische Differenzen in den Konzen-
trationen zwischen Modell und Beobachtung sind nach aller Erfahrung vor allem auf
bestehende Defizite in den Emissionskatastern zurückzuführen. Das trifft auch auf die Erzeu-
gung der Hintergrundkonzentrationen für das Untersuchungsgebiet durch die Mitteleuropa-
Simulationen zu. Diese Abweichungen sind jedoch für die aktuelle Fragestellung von
untergeordneter Bedeutung, da die zu untersuchenden Effekte von genau bekannten
Emissionsdaten der Großfeuerungsanlagen (GFA) Boxberg und Lippendorf abhängen.
Die von den Kühltürmen primär emittierten Partikel (PPM
2,5
und PPM
grob
, zusammengefasst
als PPM
10
) tragen unmittelbar zur PM
10
-Masse bei. Das sekundär gebildete Ammoniumsulfat
kondensiert irreversibel auf den vorhandenen Partikeln, und eventuell gebildetes Ammonium-
nitrat steht im Gleichgewicht zwischen Partikel- und Gasphase. Alle diese Aerosolbestand-
teile werden in der folgenden Analyse einzeln dokumentiert und diskutiert. Für die zwei 8-
tägigen Analysezeiträume wurden je zwei Simulationen durchgeführt: einmal mit Emissionen
der GFA Boxberg und Lippendorf (Normallauf) und einmal ohne diese (Referenzlauf). Somit
ist sichergestellt, dass der direkte oder indirekte Einfluss der GFA auf die Gesamtsituation
durch Differenzbildung beschrieben werden kann. Zusätzlich wurde der jeweils 5-wöchige
Normallauf mit einem virtuell emittierten nicht-reaktiven Tracer simuliert, um die
Ausbreitung bzw. Herkunft der Abluftfahnen in unklaren Situationen nachweisen und
statistische Aussagen für lokale Ereignisse treffen zu können (siehe Kapitel 6.1.2.2).
Grundsätzlich werden in den folgenden Analysen für alle Partikelkomponenten erstens die
Gesamtbelastung (Abbildungsteile a) und zweitens die Konzentrationsdifferenzen als die
alleinigen Beiträge der GFA (Abbildungsteile b) gezeigt. Die Sommer- und Winter-Analysen
beginnen jeweils mit der Auswertung einzelner prägnanter Tagesabläufe, bevor eine
Darstellung der relevanten (mittäglichen) Situationen im Verlauf einer ganzen Woche (8
Tage) im Überblick erfolgt. Die Sommerauswertung bezieht auch Konzentrationszeitreihen an
ausgewählten Orten ein, um dort die Zusatzbelastung durch die GFA zu dokumentieren. Die
in den Abbildungen gezeigten Modellergebnisse repräsentieren bodennahe, jedoch oberhalb
des „surface layer“ lokalisierte Konzentrationswerte (bis auf zwei explizit ausgewiesene
Ausnahmen im Winter). Angegebene Tageszeiten verstehen sich stets als Mitteleuropäische
Zeitangaben (d.h. ohne Berücksichtigung der Sommerzeit).

6.1 Sommer-Analyse
6.1.1 Einzeltage
59
6.1 Sommer-Analyse
Die für eine detaillierte Auswertung gewählte 8-tägige Sommerepisode vom 15. bis 22.
August 2002 weist relativ einheitliche meteorologische Verhältnisse mit zumeist intensiver
Sonneneinstrahlung, Höchsttemperaturen zwischen 25°C und 30°C sowie geringen bis
mäßigen Winden aus unterschiedlichen Richtungen auf. Im Unterschied zu der in Kapitel 5.2
für Validierungszwecke verwendeten realen Emissionssituation mit um 50% verringerten
Emissionen der GFA Lippendorf im August/September 2002 wurden für die Ermittlung der
Zusatzbelastung in diesem Kapitel die Jahresmittelwerte der Emissionen angenommen.
Drei typische Tage dieser Episode wurden in ihrem Tagesgang 3-stündlich verfolgt und näher
ausgewertet (Kapitel 6.1.1). Sie unterscheiden sich trotz gewisser Wind-, Bewölkungs- und
Temperaturschwankungen überraschend wenig in der prinzipiellen Gestalt, Intensität und
Zusammensetzung der Abluftfahnen, so dass hauptsächlich nur die Windrichtung jeweils eine
andere ist. In Ergänzung zur Einzelanalyse der Kühlturmfahnen wurden anschließend die
Hauptergebnisse für alle simulierten Tage zusammengestellt sowie die Auswirkungen der
Abluftfahnen an bestimmten Orten zeitlich untersucht und auch statistisch verallgemeinert
(Kapitel 6.1.2).
6.1.1
Einzeltage
Sommertag S1 (15. August 2002): Siehe Abbildungen 30-35 in Kapitel 6.1.1.1
Während dieses Tages herrschte leichter, wenig veränderlicher Nordwind bei Temperaturen
bis 25°C und teilweise bewölktem Himmel. Gegenüber sonnenscheinreicheren Tagen sind
sowohl die Konvektion als auch die photooxidativen Reaktionen etwas weniger ausgeprägt.
Der Turbulenzzustand der Atmosphäre führt zu vertikal mäandrierenden Abluftfahnen, was
sich in Bodennähe u.U. als nichtstetige Konzentrationsverteilung in Ausbreitungsrichtung
bemerkbar macht.
Sommertag S2 (18. August 2002): Siehe Abbildungen 36-41 in Kapitel 6.1.1.2
Dieser Tag zeichnet sich durch heiteren Himmel, heiße Temperaturen bis 30 °C und ebenfalls
nur leichten Wind, diesmal aus östlicher Richtung, aus.
Sommertag S3 (20. August 2002): Siehe Abbildungen 42-48 in Kapitel 6.1.1.3
Der Sommertag S3 gleicht in den Einstrahlungsbedingungen und erreichten Temperaturen
dem Tag S2, er ist allerdings von etwas stärkerem Südostwind geprägt.
Diskussion:
Zuerst soll am Beispiel der
SO
2
-Konzentrationen das generelle Ausbreitungsverhalten der
Abluftfahnen diskutiert werden. Im Allgemeinen wechselt die thermische Stabilität der
Atmosphäre an den Sommertagen zwischen stabil in Erdbodennähe bei Nacht und instabil in
der gesamten Grenzschicht am Tage. Das führt dazu, dass nachts die effektiven Kühlturm-
höhen über der stabilen Grenzschicht liegen und die Kühlturmfahnen den Erdboden nicht
erreichen. Am Tage, wenn die strahlungsgetriebene bodennahe Konvektion einsetzt und die
gesamte planetare Grenzschicht vertikal durchmischt, erreichen die SO
2
-Emissionen der GFA
trotz Verdünnung innerhalb der Fahne den Erdboden. In den Mittagsstunden fällt zudem die
unmittelbar am Standort der Kühltürme aufsetzende Abluftfahne auf, während sie sonst erst in
einiger Entfernung davon den Boden erreicht. Obwohl die Kühltürme in gleich bleibender
Stärke emittieren, beginnt am Abend bereits wieder das allmähliche Entfernen der sichtbaren

6.1 Sommer-Analyse
6.1.1 Einzeltage
60
Fahne vom Standort und das Abkoppeln vom Boden, so dass die Situation wieder derjenigen
in der Nacht und am frühen Morgen ähnelt. Im Vergleich der beiden GFA macht sich oft ein
etwas früheres Aufsetzen der Boxberger Abluftfahne auf Grund der dort teilweise geringeren
Bauhöhe bemerkbar, allerdings beherrschen in der Mittagszeit die ungefähr doppelt so starken
Lippendorfer Emissionen das Bild. Die den Abluftfahnen zuzuschreibenden SO
2
-Konzen-
trationen in Bodennähe erreichen an den Tagen S1 und S2 etwa 60 μg/m
3
und am Tag S3 auf
Grund des stärkeren Windes nur noch 30 μg/m
3
. Beim Vergleich der Abbildungen für die
Absolutwerte (a) und die Differenzwerte (b) ist leicht zu erkennen, dass die Umgebungs-
konzentrationen gegenüber den direkten Beiträgen praktisch vernachlässigbar sind.
Nach den Abbildungen für SO
2
allgemein und als Differenzeffekt werden die Abbildungen
der Komponenten SULFAT, NITRAT, PPM
10
sowie die resultierenden PM
10
-Konzen-
trationen gezeigt und deren Beiträge, verursacht durch die GFA, diskutiert. Die primär
emittierten freien Sulfationen spielen in der weiteren Auswertung keine Rolle, da sie in
schneller, irreversibler Reaktion vollständig zu Ammoniumsulfat reagieren und somit nicht
mehr explizit in Erscheinung treten. Es liegt in der Natur der Sache, dass sich die Fahnen aller
Komponenten in der Form gleichen und deshalb nur die spezifischen Konzentrationswerte zu
betrachten sind. Da sich zeigen wird, dass das Ammoniumsulfat den entscheidenden Beitrag
liefert, soll dessen Bildung im Folgenden etwas ausführlicher diskutiert werden.
Die Bildung des
Ammoniumsulfats
vollzieht sich auf zwei Wegen. Der erste ist die
unmittelbare, schnelle und effektive Reaktion der primär emittierten freien Sulfat-Ionen mit
Ammoniak. Der zweite ist die Reaktion von NH
3
mit H
2
SO
4
, wobei die Schwefelsäure im
wesentlichen am Tage erst durch die Reaktion von OH mit SO
2
entstehen muss. Diese
Bildung ist aber wenig effektiv und beträgt maximal 2 bis 3% pro Stunde. Die direkt
emittierten freien Sulfationen sind also der bestimmende Reaktionspartner. Die verlässliche
Angabe der Emissionsmenge dieser Spezies ist deshalb für die Abschätzung der sekundären
Ammoniumsulfatbildung unerlässlich. Mit den angegebenen Emissionsmengen für SO
2
und
der Information, dass 12% davon als freie Sulfat-Ionen im Abgas vorliegen, ergeben sich als
maximale Ammoniumsulfat-Konzentrationen am Tage in Bodennähe ca. 15 μg/m
3
für die
Tage S1 und S2 und ca. 10 μg/m
3
für den Tag S3, die eine entsprechende Zusatzbelastung in
der näheren Umgebung der GFA bedeuten. Vergleichbare Konzentrationen liegen auch in der
nächtlichen abgehobenen Abgasfahne vor, die wiederum zur großräumigen Belastung, also
einer Erhöhung der Hintergrundkonzentration beitragen.
Die
NITRAT
-Bildung vollzieht sich im betrachteten Fall über die Reaktion von HNO
3
mit
NH
3
zu Ammoniumnitrat. Die Salpetersäure wird über verschiedene Reaktionspfade tags wie
auch nachts aus den NO
x
-Emissionen der GFA gebildet. Zwei Effekte beeinflussen dabei die
Ammoniumnitratbildung, so dass diese etwas komplizierter zu diskutieren ist. Zum einen
steht sie in Konkurrenz zur Ammoniumsulfatbildung, die generell schneller und irreversibel
bei gleichzeitigem NH
3
-Verbrauch verläuft und einer Nitratbildung nur überschüssiges
Ammoniak überlässt. Falls sich dann Ammoniumnitrat bei Verfügbarkeit von ausreichend
Ammoniak bilden sollte, stellt sich zum anderen ein temperatur- und feuchteabhängiges
Gleichgewicht zwischen Partikel- und Gasphase ein. Dieses Gleichgewicht ist bei warmen,
trockenen Bedingungen eindeutig zur Gasphase hin verschoben. An Sommertagen ist also
kaum mit der Bildung von partikulärem Ammoniumnitrat in der Fahne zu rechnen.
Tatsächlich zeigen die Bilder kein zusätzliches Ammoniumnitrat sowie mehr oder weniger
vollständig verbrauchtes Ammoniak in der Abluftfahne. Das gilt am Tage in der bodennahen
Abluftfahne genauso wie in der Nacht in der abgehobenen Fahne oberhalb der stabilen
nächtlichen Grenzschicht (nicht gezeigt). Das Ergebnis beweist, dass die Ammonium
nitrat
-
gegenüber der Ammonium
sulfat
bildung in Konkurrenz um das gemeinsam notwendige NH
3

6.1 Sommer-Analyse
6.1.1 Einzeltage
61
unterlegen ist. Die Emissionen der GFA bilden also kein sekundäres NITRAT, das zur
massenmäßigen Zunahme der PM
10
-Belastung beitragen würde. Abschließend sei erwähnt,
dass nicht Mangel an NO
x
der Grund für fehlende NITRAT-Bildung ist. Als Beleg wird die
NO
2
-Verteilung für den Tag S3 dargestellt, die deutlich sichtbare NO
2
-Konzentrationen in der
Fahne erkennen lässt.
Die
Primäremission
von Partikeln aus den Kühltürmen ist vergleichsweise gering. Die
maximale PPM
10
-Zusatzbelastung ist danach in der bodennahen Abgasfahne nicht größer als
2 μg/m
3
an den Tagen S1 und S2 und 1μg/m
3
am Tag S3.
Wenn man sich abschließend die Werte für die eigentliche Zielgröße
PM
10
anschaut, kann
man erkennen, dass die kühlturmbedingten Zusatzkonzentrationen an Tagen mit hoher
Belastung zwischen 10 und 15 μg/m
3
(in Ausnahmesituationen vielleicht gering darüber)
liegen.

image
image
image
image
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image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
62
6.1.1.1 Sommertag S1
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 30 (a):
SO
2
im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
image
image
image
image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
63
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 30 (b):
SO
2
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
image
image
image
image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
64
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 31 (a):
SULFAT im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
image
image
image
image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
65
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 31 (b):
SULFAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)

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image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
66
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 32 (a):
NITRAT im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
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image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
67
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 32 (b):
NITRAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
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image
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image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
68
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 33 (a):
PPM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
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image
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image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
69
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 33 (b):
PPM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
70
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 34 (a):
PM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
71
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 34 (b):
PM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S1)

image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
72
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Thu 15 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 35:
NH
3
im Tagesverlauf (Sommertag S1)

6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.1 Sommertag S1
73

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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
74
6.1.1.2 Sommertag S2
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 36 (a):
SO
2
im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
image
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image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
75
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 36 (b):
SO
2
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
76
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
SULFAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 37 (a):
SULFAT im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
77
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
SULFAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 37 (b):
SULFAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
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image
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image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
78
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NITRAT [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 38 (a):
NITRAT im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
image
image
image
image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
79
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
NITRAT-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 38 (b):
NITRAT-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
image
image
image
image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
80
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PPM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 39 (a):
PPM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
image
image
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image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
81
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
PPM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 39 (b):
PPM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
82
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
PM10 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 40 (a):
PM
10
im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
image
image
image
image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
83
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
PM10-Differenz [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 40 (b):
PM
10
-Differenz im Tagesverlauf (Sommertag S2)

image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
84
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
NH3 [myg/m3]
Sun 18 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 41:
NH
3
im Tagesverlauf (Sommertag S2)

6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.2 Sommertag S2
85

image
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6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.3 Sommertag S3
86
6.1.1.3 Sommertag S3
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 18:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2 [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 21:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
Abbildung 42 (a):
SO
2
im Tagesverlauf (Sommertag S3)

image
image
image
image
image
image
6.1 Sommer-Analyse
6.1.1.3 Sommertag S3
87
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 06:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 09:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 12:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
SO2-Differenz [myg/m3]
Tue 20 Aug 2002 15:00
Boxberg
Lippendorf
Melpitz
Collmberg
Leipzig/West
Schwartenberg
Zwickau
Freiberg
Radebeul
Bautzen
Chemnitz
Dresden
0.0
10.0