MOSAIK-2: Modellbasierte Stadtplanung und Anwendung im Klimawandel: Urbanes Luftqualitäts-Modul

Luftverschmutzung und Hitzestress sind die beiden wichtigsten Umweltprobleme für die Menschen und das Leben in den Städten, was zu einer erhöhten Krankheitslast und letztlich zu vorzeitigem Tod führt. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass die Luftverschmutzung allein verantwortlich ist für sieben Millionen vorzeitige Todesfälle weltweit jedes Jahr. Luftqualitätspolitischer Rahmen und konsequente Eindämmungsstrategien spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Luftqualität in städtischen Gebieten. Daher ist die Bewertung der gegenwärtigen lokalen Maßnahmen zur Luftreinhaltung eine der zentralen Anwendungen von PALM-4U, die große wissenschaftliche und politische Aufmerksamkeit erfahren.

Die chemische Modellierung ist in vielerlei Hinsicht komplexer als die urbane Meteorologie-Modellierung, da die Chemie von mehr Variablen und Prozessen abhängt (einschließlich stark schwankender Emissionserzwingung in Raum und Zeit). Auch die Bewertung ist schwieriger, da chemische Prozesse weniger gut verstanden sind als physikalische Grundlagen (d. h. die  meteorologischen Modelle sind generell weiter fortgeschritten als Modelle in der Atmosphärenchemie). Relevante Luftschadstoffe sind Stickstoffoxide (NOx), Ozon (O3), anthropogene und biogene organische Verbindungen, sowie Aerosole, bei denen es sich um komplexe Gemische aus groben (< 10 μm), feinen (< 2,5 μm) und ultrafeinen (< 0,1 μm) primären und sekundären Aerosolen handelt.  Aerosolzusammensetzung (z. B. Ruß) und Wasseraufnahme sind die Schlüsselvariablen für zukünftige Untersuchungen zum städtischen Strahlungsbudget und Wolken-/Regenbildung.