und Lagrange'schen Partikelmodell zur Ausbreitung von Viren

Kapitel 1ÜbersichtDie Ausbreitung von Substanzen in der Atmosphäre, seien es nun Schadstoffe aus derIndustrie, Geruchsstoffe, radioaktive Partikel oder Bioaerosole wie die im Folgendenbetrachteten Viren, erfolgt einerseits mit der mittleren Strömung (Wind), andererseitsauch senkrecht dazu durch turbulente Diffusion.Die Grundlage der Ausbreitungsmodelle bildet die turbulente Diffusionstheorie.Für diese Theorie existieren drei von der Methodik zwar unterschiedliche, aber in denErgebnissen sehr ähnliche Zugänge (Kolb 1981). Dabei handelt es sich um den auf H.Fick zurückgehenden Gradientansatz, auch K-Theorie genannt, den von Taylor stammendenstatistischen Ansatz und zuletzt einen auf Ähnlichkeitstheorie basierendenAnsatz. Für die hier behandelte Ausbreitung wird der durch statistische Überlegungenergänzte Gradientansatz herangezogen, aus welchem schließlich das Gauß’scheAusbreitungsmodell hervorgeht. Auf die Unterscheidung der Ausbreitungsmodelle indie Lagrange’schen und die Gauß’schen Modelle so wie einige Anwendungsbeispielewird in Kapitel (2) dieser Arbeit eingegangen.Der mathematische Hintergrund dieser Diplomarbeit, dazu zählen eine Herleitungdes Gauß’schen Ausbreitungsmodells, eine Einführung in das Lagrange’sche Partikelmodell,eine kurze Präsentation der verwendeten statistischen Methoden, die Berechnungder Gesamtbedeckung aus den Bedeckungen unterschiedlicher Bewölkungsgruppensowie die Berechnung des Sonnenwinkels, ist Gegenstand von Teil (II).Die Konzentration einer Substanz in Raum und Zeit wird durch die Transportgleichungbeschrieben. Abgesehen von den Raumkoordinaten ist die Konzentration derbetrachteten Substanz von der mittleren Windgeschwindigkeit, von der Quellstärkesowie der Höhe der Quelle über dem Boden und was für die weiteren Betrachtungenbesonders wesentlich ist, von den Diffusionskoeffizienten abhängig. Der Auswertungdieser Differentialgleichung ist für punktförmige spontan bzw. kontinuierlich emittierendeQuellen Abschnitt (3.1) gewidmet. Diese Koeffizienten steuern die Ausweitungder Isoflächen der Substanzkonzentration quer zur mittleren Strömungsrichtung (z.B.Ausweitung der Rauchfahne aus Industrieschornsteinen). Die Konzentration ist normalverteilt,die Standardabweichungen (Streuparameter) werden von den Diffusionskoeffizientendeterminiert.13