und Lagrange'schen Partikelmodell zur Ausbreitung von Viren

2.4 Anwendungsgebiete von Ausbreitungsmodellen 192.3.1 Prognostische und diagnostische ModelleDie Berechnung der Grundströmung und teilweise auch der zur Parametrisierung derTurbulenz erforderlichen meteorologischen Parameter kann entweder mit Hilfe einesprognostischen oder eines diagnostischen Modells erfolgen.Von einem prognostischen numerischen Wettervorhersagemodell spricht man, wennvon einem atmosphärischen Anfangszustand ausgehend, die Gleichungen für die Erhaltungder Masse, der Energie und des Impulses fortlaufend integriert werden unddie nicht direkt erfassbaren subskaligen Phänomene parametrisiert werden. PrognostischeModelle können weiter in hydrostatische und nicht-hydrostatische Modelle unterschiedenwerden. Erstere gehen von einem Gleichgewicht zwischen der vertikalenDruckgradientkraft und der Gravitationskraft aus und vernachlässigen damit vertikaleBeschleunigungen, während diese bei letzteren mitberücksichtigt werden. Es liegtin der Natur der Sache, dass nicht-hydrostatische Modelle bezüglich des Rechenaufwandesaufwendiger sind. Sie werden erst seit kürzerer Zeit operationell gerechnet.Den prognostischen Modellen stehen die diagnostischen Modelle gegenüber. Diesesimulieren zeitlich konstante Gleichgewichtszustände und verfügen über zweierleiZugänge. Der erste führt über die Gleichgewichtslösungen der linearisierten Navier-Stokes Gleichungen (Jackson 1975), der zweite über die massenkonsistente Interpolationeines Initialwindfeldes unter Berücksichtigung der Topographie. Abhängig vomModell stammt das Initialwindfeld von unregelmäßig verteilten Beobachtungen (Bodenstationenund Radiosonden) oder von Vorhersagen an den Punkten eines Gittersmit geringerer Auflösung (Sherman 1978). Eine Methode zur massenkonsistenten Interpolationeines Windfeldes von einem gering auf ein hochauflösendes Gitter unterBerücksichtigung der Topographie wird z.B in Magnusson (2005) beschrieben.Sowohl bei prognostischen als auch bei diagnostischen Modellen liegt eine großeBandbreite an Komplexität vor. Die einfacheren sind nur auf ebenes und homogen gegliedertesGelände anwendbar, während die komplexeren auch bei einer nahezu beliebigstark ausgeprägten Topographie zu realistischen Resultaten führen. Eine ausführlicheAuflistung von prognostischen und diagnostischen Modellen mit Untergliederungenbezüglich der Hydrostasie und der Massenkonsistenz bzw. Linearität ist inFinardi et al. (1998) zu finden.2.4 Anwendungsgebiete von Ausbreitungsmodellen2.4.1 Ausbreitung von SchadstoffenEine sehr typische Anwendung von Ausbreitungsmodellen ist nach wie vor in der Bestimmungder Konzentrationsverteilung von Schadstoffen aus der Industrie gegeben.Als Beispiel dafür kann eine 2003 in Mittelitalien nahe Rom in einer mäßig ausgeprägtenTopographie durchgeführte Fallstudie erwähnt werden (Gariazzo 2004). Das