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ProFet

 

... Programmsystem zur Feinstaubprognose für

    heute und die nächsten Tage


Die Feinstaubbelastung (PM10) in der Luft ist eine entscheidende Komponente mit Auswirkungen auf unsere Gesundheit sowie das Klima und steht damit im Blickpunkt des öffentlichen, politischen, aber auch wirtschaftlichen Interesses.

Durch die 39. Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV), mit der u. a. die EU-Richtlinie 1999/30/EG vom 22. April 1999 über Grenzwerte für Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide, Partikel und Blei in der Luft in deutsches Recht umgesetzt wurde, stehen die Länder und Kommunen vor der Aufgabe, seit 2005 die vorgegebenen Grenzwerte für PM10 durch geeignete Maßnahmen einzuhalten. Insbesondere die Einhaltung des PM10-Tagesgrenzwertes ist schwierig.

Das Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG entwickelte deshalb das Programmsystem zur kurzfristigen Feinstaubprognose ProFet, welches in der Lage ist, täglich die Feinstaubbelastung der kommenden Tage abzuschätzen. Damit steht den Behörden und Kommunen ein System zur Verfügung, um drohende Grenzwertüberschreitungen frühzeitig zu erkennen, zu bewerten und mit vorbeugenden Maßnahmen zu reagieren und diese Notwendigkeit auch begründen zu können.

ProFet (siehe auch hier) wird derzeit vom Luftüberwachungssystem Sachsen-Anhalt (LÜSA) des Landesamtes für Umweltschutz (LAU) im operationellen Betrieb erfolgreich genutzt. Hierbei werden die zu erwartenden PM10-Tagesmittelwerte (µg/m³) für die Verkehrsstationen in Halle, Magdeburg und Wittenberg jeweils als aktuelle Tagesprognose um 9:00 Uhr sowie als Prognose für den folgenden Tag (Vortagesprognose um 15:00 Uhr) berechnet. Es dient auch als Umweltmodul für Umweltsensitives Verkehrsmanagement in der Lutherstadt Wittenberg (temporäre LKW-Umleitung, siehe z.B. LRP Wittenberg, dort Anhang D) als auch in Halle/Saale (dort temporäre Tempo30-Signalisierung in der Merseburger Straße).

Darüber hinaus erfolgt eine Trendabschätzung für die kommenden fünf Tage.

Die Vorhersagemodelle basieren auf statistischen Auswertungen umfangreicher Messreihen (Konzentrationen und meteorologische Daten). Dabei zeigten die PM10-Konzentrationen eine deutliche Abhängigkeit von meteorologischen Parametern, wie z. B. Temperatur, Niederschlag, Inversion und Windgeschwindigkeit, aber auch der Jahreszeit und dem Wochentag sowie der gemessenen Feinstaubkonzentration am Vortag und am frühen Morgen. Dementsprechend werden unter Verwendung der zuvor erwähnten Parameter auf der Basis von Vorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und Messungen des Luftüberwachungssystems (LÜSA) die zu erwartenden PM10-Tagesmittelwerte prognostiziert.
Für die Prognose für den aktuellen und den folgenden Tag werden jeweils zwei auf verschiedenen Ansätzen beruhende Prognosewerte angeboten, um die standortbedingten Unterschiede der regionalen Hintergrundbelastung sowie Umfang und Güte der Eingangsdaten zu berücksichtigen und trotzdem eine hohe Prognosegenauigkeit zu erreichen.
Der erste Prognoseansatz stützt sich auf eine klassisch statistische Regressionsanalyse auf Basis der beschriebenen Eingangsdaten. Der zweite Prognoseansatz berücksichtigt darüber hinaus für die Festlegungen der regionalen Hintergrundbelastung die Ergebnisse des europaweit arbeitenden PM10-Prognosemodells EURAD, das vom Rheinischen Institut für Umweltforschung an der Universität zu Köln betrieben wird. Dieser Prognoseansatz kann optional zugeschaltet werden. Die EURAD-Daten werden dann automatisch durch einen im Prognosesystem eingebunden FTP-Client täglich aktualisiert.

Prognoseergebnisse, Diagramme sowie vorgefertigte Benachrichtigungen können über einen programminternen E-Mailverteiler und auf Nachfrage auch per SMS versendet werden. Die Optionen, wann eine E-Mail (bei jeder Prognose oder nur bei Grenzwertüberschreitung) mit welchem Inhalt (Benachrichtigung, Prognosewerte, mit oder ohne Diagramm) versendet wird, kann für jeden Empfänger separat definiert werden. Somit können ausgewählte Personen und Entscheidungsträger zeitnah und gezielt informiert werden.

ProFet arbeitet vollständig autonom nach einem definierten Zeitplan. So werden beispielsweise die Eingangsdaten eine halbe Stunde vor jeder Prognose auf ihre Aktualität und Vollständigkeit geprüft. Das Resultat der Fehlerprüfung kann dann ebenfalls automatisch an die entsprechenden Personen (E-Mailverteiler/SMS) versendet werden, womit die Möglichkeit besteht, gegebenenfalls auftretende Lücken in den Eingangsdaten zu schließen.
Um eine möglichst hohe Flexibilität in Bezug auf die Anwendung und Erweiterung des Prognosesystems zu erreichen (z. B. bei Veränderung des Eingangsdatensatzes), wurde das System in Modulbauweise programmiert und ermöglicht so eine schnelle Anpassung, auch an die Gegebenheiten anderer Standorte.

Für Fragen steht Ihnen Herr Dipl.-Geogr. Tilo Hoffmann unter Tel. 0351/83914-19 oder per E-Mail unter  tilo [dot] hoffmann [at] lohmeyer [dot] de zur Verfügung.