Auswirkung der Emissionsvariabilität auf Konzentrationsschwankungen in idealisierten tiefen städtischen Straßenschluchten

Das Niveau der Luftverschmutzung in einer Straßenschlucht hängt vom nicht-trivialen Zusammenspiel zwischen Fahrzeugabgasemissionen, atmosphärischem Transport und physiko-chemischer Umwandlung von Schadstoffen ab. In dieser Studie untersuchen wir die zeitlichen Dynamiken der Luftschadstoffkonzentration in einer tiefen Straßenschlucht, die orthogonal zur Windrichtung ausgerichtet ist, unter Verwendung eines Zwei-Box-Modells. Simulationen geben Einblicke sowohl in die stationären Mittelwertkonzentrationen als auch in das Ausmaß der Konzentrationsschwankungen, während sich die Natur des Schadstoffs (inert oder reaktiv), die Stochastik des Emissionssignals und die grundlegenden Raten des turbulenten Transports und chemischer Umwandlungen ändern. Über die Aufklärung der Rolle verschiedener Parameter für die mittleren Verschmutzungsniveaus hinaus zeigen die Ergebnisse, dass extreme Luftschadstoffkonzentrationen eher auftreten, wenn die charakteristische Zeitskala der Fahrzeugabgasemissionen die Lüftungszeitskala der Straßenschlucht erheblich übersteigt. Der innovative Modellierungsansatz ebnet den Weg für verschiedene Anwendungen, insbesondere im Bereich des optimalen Verkehrsmanagements und der Untersuchung der Exposition der Bürger gegenüber Luftverschmutzung.