Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
Validierung von Ausbreitungsmodellen für den Nahbereich
Projekt VALIMOD
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
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
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
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
Fachabteilung Umwelt
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
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
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MUST-Datensatz: Versuchsanordnung
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MUST-Datensatz: MISKAM a (N-S Koordinatensystem)
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Martin Piringer
Fachabteilung Umwelt
>=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
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
MUST-Datensatz: MISKAM b (gebäude-paralleles Koordinatensystem)
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MUST-Datensatz: LASAT a (N-S Koordinatensystem)
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Martin Piringer
Fachabteilung Umwelt
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
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MUST-Datensatz: LASAT b (gebäude-paralleles Koordinatensystem)
11.04.23
Martin Piringer
Fachabteilung Umwelt
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
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MUST-Datensatz: LASAT c (mit MISKAM-Windfeld)
11.04.23
Martin Piringer
Fachabteilung Umwelt
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
WT-points Source model-points
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MUST-Datensatz: ADMS a (mit Gebäude)
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>=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
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MUST-Datensatz: ADMS b (ohne Gebäude)
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MUST: Statistische Ergebnisse für die non-CFD - Modelle
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MUST: Statistische Ergebnisse für die CFD - Modelle
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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
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Datensatz Tierstall: Versuchsanordnung
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Experiment Tierstall, Quantilplots (I)
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Experiment Tierstall, Quantilplots (II)
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Experiment Tierstall, statistische Ergebnisse
11.04.23
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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
Fachabteilung Umwelt
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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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