Einfluss der Atmosphäre bei Messung und Prognose von Schallimmission

Lärm ist eine der größten und gleichzeitig am meisten unterschätzten Umweltbelastungen für den Menschen. Nach einer bundesweiten Umfrage des Umweltbundesamtes (UBA, 2003) fühlen sich mehr als zwei Drittel der befragten Bürgerinnen und Bürger von Lärm belästigt. Damit besteht ein Bedarf an genauen Lärmprognosen im Rahmen des gesetzlich vorgeschriebenen Umweltschutzes und der Gesundheitsvorsorge.

Die Lärmbelastung an einem Ort ist neben den Eigenschaften der Lärmquelle insbesondere von den Umgebungsbedingungen während der Schallübertragung abhängig. Zu diesen Bedingungen zählt die meteorologische Situation, d.h. die vertikale Struktur der Atmosphäre. Die Grenzen der existierenden Richtlinien für die Schallberechnung zeigen sich vor allem darin, dass diese atmosphärischen Einflüsse auf die Schallausbreitung sowie ihre zeitliche und räumliche Variabilität bisher nur unvollständig berücksichtigt werden. Insbesondere werden die Auswirkungen von vertikalen Temperatur- und Windgradienten auf die Refraktion von Schallstrahlen und die damit verbundene Änderung der Lärmimmission nicht in die Berechnungen einbezogen. Deshalb wurde das Schallausbreitungsmodell SMART (Sound propagation model of the atmosphere using ray-tracing) entwickelt, das einerseits diesen wichtigen Aspekt bei der Schallausbreitung berücksichtigt und andererseits auch operationell für die Beantwortung von Lärmschutzfragen zu Schallwetter und Schallklima eines Ortes einsetzbar ist. Für die benutzerfreundliche Anwendung der Modellergebnisse steht eine betriebssystemunabhängige Oberfläche MetaVIS (Meteorological attenuation visualization) zur Verfügung, die eine Bewertung der Schallausbreitungssituation ermöglicht.

Die entwickelten Verfahren wurden in verschiedenen Projekten angewendet, z.B. bei der Untersuchung des Atmosphäreneinflusses auf die weitreichende Ausbreitung von Schießlärm und bei der Untersuchung der speziellen Schallausbreitungsbedingungen von höher gelegenen Schallquellen (Windenergieanlagen).

Schallstrahlenverläufe für eine Atmosphäre mit Temperaturinversion und Windgeschwindigkeitszunahme mit zunehmender Höhe sowie höhenkonstanter Windrichtung. Ausbildung von geometrischen Schattenzonen in Gegenwindrichtung und Lärmzonen in Mitwindrichtung (Schallstrahlen werden zur Erdoberfläche zurück gebrochen).

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