PINETI-4: Modelling and assessment of acidifying and eutrophying atmospheric deposition to terrestrial ecosystems: final report

Media type: E-Book

Title: PINETI-4: Modelling and assessment of acidifying and eutrophying atmospheric deposition to terrestrial ecosystems : final report

Contributor: Kranenburg, Richard [Author]; Schaap, Martijn [Author]; Coenen, Peter [Author]; Thürkow, Markus [Author]; Banzhaf, Sabine [Author]; Moravek, Alexander [Editor]; Geupe, Markus [Editor]

Corporation: Deutschland, Umweltbundesamt

Published: Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt, September 2024

Extent: 1 Online-Ressource (128 Seiten, 23,44 MB); Diagramme, Illustrationen

Language: English

Identifier:

Keywords: Forschungsbericht

Origination:

Footnote: Report completed in: January 2024
Literaturverzeichnis: Seite 118-123
Sprache der Zusammenfassung: Englisch, Deutsch

Description: Biodiversity in Europe is strongly affected by atmospheric nitrogen and acid deposition to ecosystems. We present new quantitative estimates of the deposition of atmospheric nitrogen (N) and sulfur compounds to terrestrial ecosystems across Germany for the years 2000, 2005, 2010 and 2015 till 2019. On average, the nitrogen deposition in Germany has decreased from more than 19.5 kg N ha-1 yr-1 to about 14 kg N ha-1 yr-1 (which is from ~1400 eq ha-1 yr-1 to 1000 eq ha-1 yr-1). The total deposition mapping combines three approaches: 1) chemistry transport modelling for the dry deposition, 2) geostatistical interpolation of observations for the wet deposition, and 3) a simple estimate for the occult deposition. To improve the assessment compared to earlier estimates from PINETI-3 the LOTOS-EUROS modelling was improved by including the latest information on emissions (most notably for the agricultural sector), by incorporation of dynamic emission time profiles and by increasing the horizontal (2x2 km2) and vertical model resolutions. These implementations lead to better evaluation scores in comparison to observations and result, on average, in an approximately 10 % increased nitrogen deposition estimates compared to the PINETI-3 report. The latter is mainly driven by larger modelled fluxes for dry deposition, as a result of the updates in the emission information and the model’s vertical resolution. We also provide model-based estimates of the origin of N-deposition in each of the federal states for the year 2019. The importance of long-range transport is illustrated by the result that for all states more than 50 % of the N deposition was calculated to originate from emissions outside the state. Sensitivity simulations for surface and stack emissions of ammonia showed that within a distance of 20 km around the source about 20 % and 5 % of the total emission is deposited, respectively.

Die Biodiversität in Europa wird durch die Deposition von Stickstoff (N) und versauernd wirkenden Verbindungen auf terrestrische Ökosysteme stark beeinflusst. Der Bericht stellt neue Berechnungen der atmosphärischen Deposition von Stickstoff- und Schwefelverbindungen auf terrestrische Ökosysteme in Deutschland für den Zeitraum 2000, 2005, 2010 und 2015 bis 2019 vor. Im Durchschnitt ist die Stickstoffdeposition in Deutschland von über 19,5 kg N ha-1 yr-1 im Jahr 2000 auf Werte von etwas über 14 kg N ha-1 yr-1 im Jahr 2019 gesunken (entspricht 1400 eq ha-1 yr-1 bzw. 1000 eq ha-1 yr-1). Die Kartierung er Gesamtdeposition kombiniert drei Ansätze: 1) Chemie-Transportmodellierung für die trockene Deposition, 2) geostatistische Interpolation von Beobachtungen für die nasse Deposition und 3) eine einfache Schätzung für die okkulte Deposition. Um die Bewertung im Vergleich zu früheren Schätzungen aus PINETI-3 zu verbessern, wurde die LOTOS-EUROS Modellierung durch Einbeziehung der neuesten Emissionsdaten (insbesondere für die Landwirtschaft), durch Einbeziehung dynamischer Emissionszeitprofile und durch Erhöhung der horizontalen (2x2 km2) und vertikalen Modellauflösung verbessert. Diese Implementierungen führen zu besseren Ergebnissen im Vergleich zu Messungen und ergeben im Durchschnitt etwa 10 % höhere Werte für den Stickstoffdeposition im Vergleich zu PINETI-3. Letzteres ist hauptsächlich auf größere Flüsse für die trockene Deposition zurück zu führen, die sich aus den aktualisierten Emissionsdaten und der vertikalen Auflösung des Modells ergeben. Darüber hinaus präsentieren wir auch eine modellgestützte Bewertung der Herkunft der N-Deposition in jedem Bundesland für das Jahr 2019. Die Bedeutung des Ferntransports wird durch das Ergebnis illustriert, dass für alle Bundesländer mehr als 50 % der N-Deposition aus Emissionen außerhalb des Landes stammen. Sensitivitätssimulationen für Ammoniak ergaben, dass für Oberflächenquellen bzw. hohe Schornsteine etwa 20 % bzw. 5 % der Gesamtemissionen innerhalb einer Entfernung von 20 km deponiert wird.

Access State: Open Access

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