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Zwischen Theorie und Praxis

Ein Rückblick auf Modellierung

und Messung als Beitrag zur

Qualitätssicherung

Wolfgang J. Müller

Gerlinger Tage Umweltmeteorologie 2015 Wolfgang J. Müller 1

Outline Während vielfach der "wahre Wert" nur in der Messung gesehen wird und

die Ergebnisse der Modellierung als unsicher und anpassbar betrachtet werden,

wird an Beispielen die Unsicherheit bei beiden methodischen Ansätzen

angesprochen.

Die wechselseitige Anwendung beider Methoden trägt zur Qualitätssicherung bei

…hin zum „wahren“ Wert oder zu einem

„im Sinne der Rechtsicherheit wahren, reproduzierbaren Wert“


Die Anpassung der Messung an die Fragestellung

die Verbesserung,

Optimierung der Messung,

die Ergänzung der Messung , und damit die Produktion geeigneter Eingangsdaten kann zu

geeigneten Vergleichsdaten zur Modellierung führen.

Messung vs. Modell Messstrategie vs. Modellkonzept


Situation: Sturm Wellengang Niedrigwasser

Problem:

Zeitpunkt für „Tür zu“

vs.

Zeitpunkt für Photo

Frage:

Welche Informationen sind

notwendig für eine

sichere

Aussage ? Messung vs. Modell

***Erfahrung***

= Modellvorstellung

Ständiger Verbesserungsprozess


Messung + Modell

Modell

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spiegel

Verbesserung Messtechnik • ….statt Klug/Manier AK Bestimmung durch Bedeckungsgrad:

• Online Erfassung Vertikalprofile:

• Temperatur - Wind - Turbulenz

• Doppler - Sodar ……mobil + stationär KKWs VDI 3786 Bl.12

• Ultraschallanemometer ….. VDI 3786 Bl.11

• „Online“ Schallausbreitungsrechnung + I – Messung

• „Online“ Schadstoffausbreitungsrechnung + I – Messung

• Spez. Untersuchungen bei Firmen, Verkehr Göttingerstr.

• KFÜ - Online Schadstoffausbreitungsrechnung + I – Messung

• KTA 1508


Vectorvane Ultraschallanemometer


• = Mast KFK, KFA

= Uni HH Peters

wjm wjm

Schallausbreitungsmessungen Temperaturprofile

•


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hp 9830 Apple IIe

• Price: $5975

• Options:

• 7616 total bytes of read/write memory: $1475

• HP 9880A 2.4 Megabyte hard disk drive: $10,945

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• Optional Plug-in Function Blocks:

• Matrix Operations: $485

• Plotter: $485

• Extended I/O: $485

• String Variables: $485

• Terminal Emulator: $485

• der erste BASIC-programmierbare Tischrechner der Welt


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hp


Doppler - SODAR Mobil

•

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KFÜ

•


NLWKN

MU Niedersachsen

Doppler – Sodar + 3 - D Propeller Wind Alcyon NEZ + Temperaturprofil

Verbrennungsschiff Doggerbank


•

+ LIDAR Messung + Modell Uni HH Forschungsschiff GAUSS des DHI

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Berg- Tal Wind Oker

Oker Tal -Ausgang 19./20. Sept.1982 Richtungsverteilung September 1982

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Verbesserung Ausbreitungsrechnung • Vom Gauß Modell zum

• Lagrange Modell VDI 3945 Bl. 3

• LASAT KFÜ, Genehmigungsverfahren

• AUSTAL2000 TALuft

• AUSTAL2000G Förderung u.a. …..GIRL Entwicklung

• ARTM radioaktive Ausbreitung KKW

• LASAIR radioaktive Ausbreitung Nahbereich

• …. zum prognostischen mikroskaligen Modell

• MISKAM Förderung u.a., VDI 3783 Bl. 9

• WinMISKAM online „LAUSIS“

• …VDI RL 3783 Bl. 8 Turbulenzparametrisierung



Model calculation Sehr einfach, sehr viele Modelle

+ Modell rechnung

Gerlinger Tage Umweltmeteorologie 2015

Wolfgang J. Müller 15

LASAT

Janicke

Janicke 1987

GAUSS Modell - Land See Wind


Nach Janicke

Westwind Ostwind


Lagrange Modell

siehe Bhopal

Verbesserungen Messstrategie

Erfassung Schadstoffbelastung 3- dimensionaler Raum

….und zeitabhängig

• Flugzeugmessungen

• Bergstationen

……….Entwicklung und Installation von festen und

temporären Messnetzen …. Analyse von Messdaten

• LÜN Niedersachsen

• Ankara

• Marmara Region, Istanbul

• … Tschernobyl


NH3 Flugmessungen CO2


• Deutsche Bucht

• Alpenvorland

• Mannheim/ Ludwigshafen

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Flugzeugmessungen


Vergleich zu Bodenmessungen …..Modell

Criteria for Manual Data Validation

Konzentration andere

Komponenten

Zeit Tag/Jahr

Meteorologie

Orts- Charakteristik

Maintenance records

Andere Stationen Audits and calibrations

Instrument performance

history

Calibration / drift

control charts

Data anomalies

data

check

Technical objects

„Fingerabdruck der Immission“


Wolfgang J. Müller

SMOG ….kein großes Thema 1981


• SO2 Dezember 1981, LÜN

Wintersmog 1985

•


Doppler-Sodar Profil bei Königslutter

Januar 1985

Buschhaus ….. Fumigation Effekt


„Kraftwerk Buschhaus Luftbild (2007)“ von User:Brunswyk - User:Brunswyk. Lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kraftwerk_Buschhaus_Luftbild_(2007).JPG#/media/File:Kraftwerk_Buschhaus_Luftbild_(2007).JPG wjm wikipedia Stabile Schichtung WHV

Genehmigungsverfahren …. „Modellierung und Messung“ in Politik


spiegel

wikipedia

Über Dach

Goettinger Strasse – Blick nach Norden

HRVS

HRV1 HRV2

HRV3



VALIUM Projekt Göttinger Str.

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HRSW

above roof station

North

Main roof level

Goettinger Street

Messung in Schlucht vs. Dach



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Nebelversuche

SF6 100 m Linienquelle

+++…

Valium Projekt

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Gerlinger Tage Umweltmeteorologie 2015 Wolfgang J. Müller

29

0

10

20

0

10

20

30

0

10

20

Airport, V = 3,8 m/s

2001 Windrichtungs- Verteilung, 2001 Mittlere Windgeschwindigkeit

1,5 m/s

0,7 m/s

0,6 m/s

3,8 m/s

Mittlere Wind- Geschwindigkeit

+ RASS

+ Doppler-Sodar

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Emissionen ….

•


??? Qualität der Eingangsdaten,

Emissionsmodelle ???

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…2,3,4.. unabhängige Messverfahren und Modellrechnung

• +Turbulenz

• +Inerte Stoffe

• +Geruch

• +Nebel

• +weitere Komp

• =höhere Qualität !


TEAMWORK

„puzzle“

Aufträge

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Next steps: facts, analysis, modeling, forecast, measures … public information



Clean Air Plan

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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