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Attribuierung von Emissionen auf Flugtrajektorien

Ausgangslage

Die aktuellen Emissionskataster der Luftfahrt sind veraltet. Grund dafür ist die Berechnungsgrundlage der Kataster: Diese wurden basierend auf offiziell publizierten Triebwerksemissionsdaten erstellt, welche sich - wie unsere neuesten Untersuchungen ergeben haben - von den realen Bedingungen deutlich unterscheiden. Untersuchungen zum Klima, zur Schadstoffchemie und zur lokalen Luftqualität sind von diesen Unsicherheiten massgeblich betroffen. Unter Verwendung von ADS-B- und FLARM-Trajektorien sowie der Verknüpfung dieser Trajektorien mit realen Emissionsmessdaten, welche mit SMARTEMIS ermittelt wurden, kann ein weltweites Emissionskataster berechnet werden.

Aufgaben

Folgende Themen stehen für Vertiefungs- und Masterarbeiten zur Verfügung:

  1. Modellierung des Triebwerkschubs: Hier soll ein kinematisches Modell entwickelt werden, welches die aktuelle Schubeinstellung eines Flugzeugs berechnet. Inputdaten hierfür sind unter anderem 3-D-Flugtrajektorien, statistische ATOW-Verteilungen, aerodynamische Daten des Flugzeuges sowie aktuelle Wetterdatenb.
  2. Emissionsberechnung pro Trajektorie: Pro Trajektorie soll, basierend auf Korrekturfaktoren und eigens gemessenen Emissionsdaten für die wichtigsten Motortypen, eine Gesamtemission verschiedener Schadstoffe berechnet werden.
  3. Anwendung von (2) auf das gesamtschweizerische Gebiet: In diesem Thema sollen die Erkenntnisse von Aufgabe (2) auf einer grösseren Skala angewendet werden. Ziel ist die Berechnung eines schweizweiten Emissionsinventars der Luftfahrt. Für dieses Thema werden gute Programmierkenntnisse und datenanalytisches Geschick vorausgesetzt.
  4. Weltweites Anwenden des Modells: Basierend auf weltweiten Flugtrajektorien wird (3) hochskaliert. Damit wird ein neues globales Emissionsinventar generiert.