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Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik

Validierung von Ausbreitungsmodellen für den Nahbereich

Projekt VALIMOD


Inhalt

11.04.23

Martin Piringer

Fachabteilung Umwelt

• Kurze Beschreibung des Projekts und seiner Ziele

• Präsentation ausgewählter Ergebnisse

• Schlussfolgerungen für die Modellarbeit an der ZAMG


Kurze Projektbeschreibung

Wissenschaftliches Ziel des Projektes ist die Validierung der in der Umweltabteilung vorhandenen Ausbreitungsmodelle anhand zweier Testdatensätze

Geeignete Testdatensätze wurden im Rahmen der COST-Aktion 732 („Quality assurance and improvement of micro-scale meteorological models“) sowie im Rahmen des Arbeitskreises „Ausbreitungsrechnung“ des Bundesministeriums für wirtschaftliche Angelegenheiten zur Verfügung gestellt.

Modelle: ONGAUSSplus, AODM, ADMS, LASAT, MISKAM

Nutzen: Anwendungsbereich der Modelle; verbesserte Grundlage zur Erfüllung der gesetzlichen Aufgaben der ZAMG

11.04.23

Martin Piringer



MUST-Datensatz

Die COST-Aktion 732 („Quality assurance and improvement of micro-scale meteorological models) beschäftigt sich mit der Qualitätssicherung von mikroskaligen Ausbreitungsmodellen.

Testdatensatz: „Mock Urban Setting Test (MUST) – Configuration“.

Dies war ein Strömungs- und Ausbreitungsexperiment des amerikanischen Militärs in der „Great Basin“ – Wüste im Jahr 2001, wobei die „Stadt“ durch ein reguläres Feld (200 x 200 m) von 12 x 10 handelsüblichen Containern repräsentiert wurde.

11.04.23

Martin Piringer



MUST-Datensatz: Versuchsanordnung

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Martin Piringer



MUST-Datensatz: MISKAM a (N-S Koordinatensystem)

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Martin Piringer


>=2<2 >=1.5

<1.5 >=1.25

<1.25 >0.8

<=0.8 >0.67

<=0.67 >0.5

<=0.5

-150

-125

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

125

150

-150 -120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 150X

Y

WT-points Source model-points


MUST-Datensatz: MISKAM b (gebäude-paralleles Koordinatensystem)

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Martin Piringer



MUST-Datensatz: LASAT a (N-S Koordinatensystem)

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Martin Piringer


L AS AT a

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5C * Wind tunnel

C* M

odel


MUST-Datensatz: LASAT b (gebäude-paralleles Koordinatensystem)

11.04.23

Martin Piringer


L AS AT b

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5C * Wind tunnel

C* M

odel


MUST-Datensatz: LASAT c (mit MISKAM-Windfeld)

11.04.23

Martin Piringer


L AS AT c

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5C * Wind tunnel

C* M

odel

>=2<2 >=1.5

<1.5 >=1.25

<1.25 >0.8

<=0.8 >0.67

<=0.67 >0.5

<=0.5

-150

-125

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

125

150

-150 -120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 150X

Y



MUST-Datensatz: ADMS a (mit Gebäude)

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Martin Piringer


>=2<2 >=1.5

<1.5 >=1.25

<1.25 >0.8

<=0.8 >0.67

<=0.67 >0.5

<=0.5

-150

-125

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

125

150

-150 -120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 150X

Y



MUST-Datensatz: ADMS b (ohne Gebäude)

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MUST: Statistische Ergebnisse für die non-CFD - Modelle

11.04.23

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MUST: Statistische Ergebnisse für die CFD - Modelle

11.04.23

Martin Piringer



Tierstall-Datensatz

Validierungsdatensatz „Tierstall“: Geruchsmessungen durch Probandenbegehungen bei gleichzeitigen SF6-Tracermessungen in der Umgebung eines Schweinemastbetriebs in ebenem Gelände

Zusätzlich Messung der Emissionen und der meteorologischen Bedingungen

Insgesamt wurden an drei Tagen 15 Einzelexperimente bei neutralen atmosphärischen Bedingungen durchgeführt.

Modelle: Gauß, Geruchs-Ausbreitungsmodell AODM, ADMS, LASAT

11.04.23

Martin Piringer



Datensatz Tierstall: Versuchsanordnung

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Experiment Tierstall, Quantilplots (I)

11.04.23

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Experiment Tierstall, Quantilplots (II)

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Experiment Tierstall, statistische Ergebnisse

11.04.23

Martin Piringer



Schlussfolgerungen

Teilweise große Unterschiede bei den Ergebnissen für das selbe Modell mit unterschiedlichen Konfigurationen – Diskussionen mit den Herstellern notwendig

Koordinatensystem (MISKAM, LASAT)

Berücksichtigung von Gebäuden (ADMS)

Tendenz zur Unterschätzung von Konzentrationen (ADMS)

Anwendung der Modelle erfordert Detailkenntnisse zur Modellphysik und in der Modell-Handhabung

ZAMG – interne „Richtlinien“ zur Anwendung der Modelle?

Teilnahme an künftigen Validierungs-Experimenten, z. B. Ringversuch der TA-Luft

11.04.23

Martin Piringer



Das Projektteam

Martin Piringer

Kathrin Baumann-Stanzer

Erwin Polreich

Erwin Petz

Marcus Hirtl

Gabriele Rau

dankt für die Aufmerksamkeit

11.04.23

Martin Piringer


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