und Lagrange'schen Partikelmodell zur Ausbreitung von Viren

18 2.3 Gauß’sche und Lagrange’sche Ausbreitungsmodellevon Geruchsstoffen ein Tracer-Experiment mit dem Isotop Krypton-85 durchgeführt(Lung 2002). Auf die Ergebnisse dieses Freifeldversuchs wird in Abschnitt (3.3) nocheinmal eingegangen.Für die Behandlung der Ausbreitung von Partikeln sind zwei Komponenten vonBedeutung. Zum einen ist die Kenntnis des Grundstromes, zum anderen die der Turbulenz(Windfluktuation) notwendig. Informationen über den Grundstrom werdenvon diagnostischen oder prognostischen Modellen zur Verfügung gestellt, während dieTurbulenz, diese ist für die Ausbreitung senkrecht zum Grundstrom verantwortlich,parametrisiert werden muss.Die Kombination dieser beiden Konzepte in einem Ausbreitungsmodell unterscheidetdie Gauß’schen von den Lagrange’schen Ausbreitungsmodellen.2.3 Gauß’sche und Lagrange’sche AusbreitungsmodelleErstere beschreiben die Konzentrationsverteilungen als geschlossene Funktionen desOrtes und werden ausführlich in Abschnitt (3.1) behandelt. Als Eingangsparameterwerden abgesehen von den Quelldaten noch die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung,sowie die Diffusionsparameter als Maß für die turbulente Diffusion lateralund vertikal zur Ausbreitungsrichtung benötigt. Dieses Modell hat den Vorteil, nichtsehr rechenintensiv zu sein, allerdings sind die Anwendungsgebiete auf homogene undstationäre Windfelder und auf eben gegliedertes Gelände beschränkt. Dennoch existierenAnsätze zur Verwendung modifizierter Gaußmodelle für gering ausgeprägteTopographien (Kolb 1981). Erstmals hergeleitet wurde das Gauß’sche Ausbreitungsmodellvon Sutton (1947).Den Gauß’schen Ausbreitungsmodellen stehen die Lagrange’schen Ausbreitungsmodellegegenüber. Bei Kenntnis der Grundströmung und der Windfluktuationen,diese können durchaus raum- und zeitabhängig sein, wird eine Reihe von Trajektoriensimuliert und von der Aufenthaltsdauer der Teilchen in den Zellen des dafür diskretisiertenRaumes auf die Konzentrationsverteilung geschlossen. Die Einschränkungender Gauß’schen Ausbreitungsmodelle werden von den Lagrange’schen Ausbreitungsmodellennicht geteilt. Komplexe Topographien, räumlich inhomogene und zeitlichevariable Wind- und Turbulenzfelder, also realitätsnahe Verhältnisse, lassen sich mitden Lagrange’schen Ausbreitungsmodellen handhaben. Auf die mathematische Formulierungund die Parametrisierung der Turbulenzgrößen wird ausführlich in Abschnitt(3.2.1) eingegangen.