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Um die Ausbreitung von Schadstoffen berechnen zu können, bedient man sich den sog. Ausbreitungsrechnungen. Ausbreitungsrechnungen wurden bereits von vielen Wissenschaftlern aufgestellt. Solche Rechnungen zeigen den Zusammenhang zwischen Konzentration und Entfernung, in Abhängigkeit der verschiedenen Emittenten und atmosphärischen Variablen auf. Ein Beispiel einer solchen Ausbreitungsrechnung ist in Abb. 1 vereinfacht dargestellt. sy stellt die vertikale, sx die horizontale Schadstoffkonzentration dar. Die Windgeschwindigkeit ist mit U bezeichnet. Die Entfernung zum Schornstein mit x. Ausbreitungsgleichungen stellen den funktionalen Zusammenhang zwischen den Variablen her und lassen so Konzentrationsprofile errechnen. Entsprechend den atmosphärischen Gegebenheiten weichen die Schadstoffkonzentrationen sy und sx von der Gauß´schen Normalverteilung ab. Um Schadstoffkonzentrationen näherungsweise berechnen zu können, ist es unumgänglich den Einfluß verschiedener Rahmenbedingungen für ein bestimmtes Untersuchungsgebiet zu berücksichtigen. Hierzu zählen beispielsweise Oberflächenrauhigkeit, Windrichtungswechsel, Temperaturschichtung, Sonneneinstrahlung und Absorptionsvermögen der Erdoberfläche.
Abb.1 Dreidimensionales Konzentrationsprofil zur Ausbreitungsrechnung im Abstand x.
(modifiziert nach: Stern, S.441)
Die atmosphärischen Bedingungen werden durch Wind- und Temperaturverhältnisse bestimmt. Einige Autoren haben die verschiedenen atmosphärischen Variablen zu Klassen zusammen gefaßt, den sog. Ausbreitungsklassen oder auch Stabilitätsklassen, die sie den Ausbreitungsrechnungen zuführen. Grundsätzlich werden drei Klassen unterschieden, labil, neutral und stabil. Die Ausbreitungsklassen stellen dabei ein Maß für die unterschiedlichen Turbulenzverhältnisse der Atmosphäre dar, welche es im folgenden näher zu erläutern gilt.
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