DatabladSerietitel og nummer:Titel:Forfattere:Institution:Udgiver:URL:Udgivelsesår:Faglig kommentering:Finansiel støtte:Bedes citeret:Teknisk rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 9Sammenligning af NO2målinger og OSPM beregninger for 10 gadestrækninger iKøbenhavnThomas Ellermann, Matthias Ketzel og Steen Solvang JensenInstitut for MiljøvidenskabAarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi �http://dmu.au.dkAugust 2012Ole HertelMiljøstyrelsenEllermann, T., Ketzel, M. & Solvang Jensen, S. 2012. Sammenligning af NO2målingerog OSPM beregninger for 10 gadestrækninger i København. Aarhus Universitet, DCE –Nationalt Center for Miljø og Energi, 26 s. - Teknisk rapport fra DCE - Nationalt Centerfor Miljø og Energi nr. 9http://www.dmu.dk/Pub/TR9.pdfGengivelse tilladt med tydelig kildeangivelseSammenfatning:Denne rapport præsenterer resultaterne af en sammenligning mellem målinger ogmodelberegninger af kvælstofdioxid (NO2) ved ti udvalgte gadestrækninger iKøbenhavn. Force Technology har målt NO2i en fem ugers periode fra 24. oktober til28. november 2011. Nationalt Center for Miljø og Energi ved Aarhus Universitet(AU/DCE) har foretaget modelberegningerne med Operational Street PollutionModel (OSPM) i to trin. På trin 1 er modelberegningerne foretaget uden kendskab tilde målte koncentrationer og med den modelversion og de inputdata, som svarer tiltidligere foretagne modelberegninger rapporteret i 2011. Sammenligningen viser, atmodellen generelt giver resultater, som er i god overensstemmelse med målingerne.Undtagelsen er resultaterne for to gadestrækninger (Sydhavnsgade ogFredensgade). På trin 2 er inputdata opdateret med det formål at forstå afvigelsernemellem målte og modelberegnede koncentrationer under trin 1. Resultaterne af trin 2viser, at afvigelserne for Sydhavnsgade hovedsageligt skyldes fejl i trafikdata, mensdet for Fredensgade er unøjagtige data for gadekonfigurationen, som er årsag tilafvigelserne mellem målinger og modelresultater.Modelevaluering, kvælstofdioxid, modelberegninger, målinger, lokalskala,gadestrækninger, Operational Street Pollution ModelMajbritt UlrichThomas Ellermann978-87-92825-45-22244-999X26Rapporten er tilgængelig i elektronisk format (pdf) somhttp://www.dmu.dk/Pub/TR9.pdf

Dansk sammenfatningDenne rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi ved AarhusUniversitet (DCE) præsenterer resultaterne af en sammenligning mellemmålinger og modelberegninger af kvælstofdioxid (NO2) ved ti udvalgte ga-destrækninger i København. Force Technology har målt NO2i en fem ugersperiode fra 24. oktober til 28. november 2011. DCE har foretaget modelbe-regningerne med Operational Street Pollution Model (OSPM) i to trin. Påtrin 1 (”blindtest”) er modelberegningerne foretaget uden kendskab til demålte koncentrationer, og med den modelversion og de inputdata, som sva-rer til de tidligere foretagne modelberegninger, der er rapporteret i 2011. Påtrin 2 er inputdata opdateret med det formål at forstå afvigelserne mellemmålte og modelberegnede koncentrationer under trin 1. Denne rapport fraDCE præsenterer kun resultaterne fra modelberegningerne og sammenlig-ningen med måleresultater. Målingerne fra Force Technology er beskrevetnærmere i Oxbøll et al. (2011).Projektet er finansieret af Miljøstyrelsen. Projektet er udført i samarbejdemed Miljøstyrelsen, Force Technology og Københavns Kommune, der allehar medvirket ved udvælgelsen af de ti gadestrækninger. Gadestrækningerer udvalgt så de repræsenterer koncentrationsniveauer på højt, mellem oglavt niveau og således, at der indgår gader med både ensidig og tosidig be-byggelse.Sammenligning mellem måleresultater fra DCE og Force Technology ved deto faste målestationer på H.C. Andersens Boulevard (HCAB) og Jagtvej vistegod overensstemmelse mellem måleresultaterne fra Force Technology medpassiv opsamling og fra AU/DCE, som anvender EU’s referencemetode.Måleresultaterne viste, at koncentrationen af NO2ved målestationen påHCAB ligger som den højeste blandt de udvalgte gadestrækninger. Seks udaf de ti gadestrækninger er blevet valgt, fordi modelberegningerne har vist,at de ligger blandt de ti danske gadestrækninger med de højeste koncentra-tioner af NO2. Dette bekræfter, at målestationen repræsenterer en af de ga-destrækninger i Danmark, hvor der er de højeste koncentrationer af NO2.Resultaterne fra ”blindtesten” af OSPM på trin 1 viser, at OSPM er i godoverensstemmelse med måleresultaterne på syv ud af de ni udvalgte gades-trækninger, når beregningerne foretages med anvendelse af originale input-data. Modelberegningerne giver god overensstemmelse for alle udvalgtegader med tosidig bebyggelse. To gader (Sydhavnsgade og Fredensgade),hvor der er stor forskel mellem modelberegninger med originale inputdataog måleresultater, har begge ensidig bebyggelse. Der er dog også to gades-trækninger med ensidig bebyggelse, hvor modellen giver resultater i godoverensstemmelse med de målte koncentrationer. Det er derfor ikke enty-digt, at det gadestrækninger med ensidig bebyggelse, som er dårligere be-skrevet i modellen.Efterfølgende er der på trin 2 blevet lavet en revurdering af inputdata tilmodellen for at belyse årsagerne til forskellen mellem målte og modelbereg-nede koncentrationer af NO2ved Sydhavnsgade og Fredensgade. Beregnin-ger af koncentrationen af NO2med revurderede inputdata viser følgende:

Der kan være betydelig usikkerhed i inputdata (gadekonfiguration, trafik-mængde, køretøjssammensætning, hastighed m.m.), og det er derfor ønske-ligt at skærpe procedurerne for bestemmelsen af inputdata.For hovedparten af gaderne giver revurdering af inputdata kun ubetydeligeændringer i den modelberegnede koncentration af NO2. For HCAB ved må-lestationen og Ågade gav revurdering af inputdata henholdsvis 10 % højereog 6 % lavere koncentration. For Sydhavsgade og Fredensgade gav revurde-ringen betydeligt større ændringer, og det var da også for netop disse gaderat der i trin 1 blev fundet de største afvigelser mellem model og måleresulta-ter.Med de revurderede inputdata opnås modelresultater, som er i god overens-stemmelse med målte koncentrationer for otte ud af ni gadestrækninger,hvor der er foretaget målinger. Den største afvigelse ses for Sydhavnsgade,hvor modellen overestimerer med omkring 20 % i forhold til den målte kon-centration. Overordnet set vurderes modellens performance til at være sær-deles tilfredsstillende, når blot inputdata har en tilstrækkelig høj kvalitet.Forskellen mellem målinger og modelresultater på Fredensgade skyldtesdårlige inputdata for gadekonfigurationen.På Sydhavnsgade skyldtes forskel mellem målinger og modelresultater fejl iinputdata vedrørende trafik.Det er nødvendigt at tage et vist forbehold for, at påvirkningen fra byggerierog trafikændringer omkring Rådhuspladsen giver en øget usikkerhed i for-bindelse med modelberegningerne for HCAB. Derfor blev der foretaget enekstra sammenligning mellem model og måleresultater for hele perioden fra2003 til 2011, hvor der er foretaget målinger i forbindelse med delprogramfor luft under NOVANA. Denne sammenligning viste, at det er nødvendigtat foretage en skallering af input data for denne gadestrækning for at opnåtilfredsstillende overensstemmelse mellem målinger og modelresultater.Ydermere viste sammenligning at de modelberegnede årsmiddelkoncentra-tioner ligger under de målte koncentrationer i 2010 og 2011, hvilket forment-ligt skyldes de ekstra emissioner som følge af byggerier og vejomlægninger iområdet omkring målestationen.På basis af resultaterne fra projektet vurderes det, at der vil være behov formindre forbedringer af OSPM beregninger for gadestrækninger med ensidigbebyggelse. Der bør gennemføres yderligere en målekampagne, som inklu-derer flere gader med ensidig bebyggelse, herunder Nørre Søgade, hvor må-lingen desværre gik tabt i forbindelse med den nuværende målekampagne.Endelig bør der generelt arbejdes på at tilvejebringe bedre inputdata for tra-fikken.

English summaryThis report from DCE - Danish Center for Environment and Energy at Aar-hus University (DCE) presents results from a comparison between meas-urements and model calculations of nitrogen dioxide (NO2) at ten selectedstreet sections in Copenhagen. Force Technology has carried out the meas-urements of NO2during a few weeks period from October 24thto November28th2011. DCE has carried out model calculations using the OperationalStreet Pollution Model (OSPM) in two stages. The model calculations atstage 1 (“blind test”) are carried out without knowledge about the resultsfrom the measurements. Model version and input data corresponds to thoseused for the most recent model calculations presented in the reports from2011 for the routine monitoring programme and a surveillance project, re-spectively (Ellermann et al., 2011; Jensen et al., 2011). At stage 2 input datahave been updated and revised in order to analyze the differences betweenmeasured and model calculated concentrations at stage 1. This report fromAU/DCE presents only the results from the model calculations and thecomparison between measurements and model results. Further details onthe measurements can be found in Oxbøll, (2011).This project is funded by the Danish Environmental Protection Agency(EPA). The project is carried out in cooperation with EPA, Force technologyand Copenhagen Municipality, which all participated in the selection of thestreet sections. The ten street sections are selected in order to ensure that thestreet sections represent high, medium and low concentration levels, and theselection include street sections with both one and two sided building fa-cades.Comparison for the two permanent measurement stations at both H.C. An-dersen’s Boulevard (HCAB) and Jagtvej shows good agreement betweenmeasurements from Force Technology using passive sampling and meas-urements from DCE using the EU reference method.The results from the ”blind test” of OSPM at stage 1 show that the OSPMcalculations are in good agreement with the measurements for seven out ofnine street sections. The model results show good agreement for all streetsections with two sided building facades. Large discrepancies betweenmeasurements and model results are found for two street sections(Sydhavnsgade and Fredensgade) both with one sided building facades.However, there are two other street sections with one sided building fa-cades, where the model is in good agreement with the measurements. Thediscrepancies observed for Sydhavnsgade and Fredensgade are therefore notsolely related to poor representation in the model of street sections with onesided building facades.At stage 2 AU/DCE made a reevaluation of the input data in order to beable to analyze and determine the explanations for the discrepancies be-tween measurements and model results for NO2at Sydhavnsgade and Fre-densgade. Recalculation of the NO2concentrations using the improved inputdata lead to the following conclusions:

It is observed that input data in some cases are far from representing the“real” world. There is therefore a need for improving the quality assuranceof the input data.The modified input data on traffic and street configuration lead to insignifi-cant changes in the calculated NO2concentrations for the main part of theselected street sections. For HCAB (1) and Ågade the improved input datalead to a 10 % higher and 6 % lower concentration, respectively. ForSydhavsgade and Fredensgade the improved input data lead to largerchanges in the calculated concentrations. This is the streets where there arethe largest difference between measurements and model calculations.Using the modified input data, the model calculations lead to results that arein agreement with the observations for eight out of nine street sections,where measurements have been carried out. The main difference betweenmodel and measurements are at Sydhavnsgade where the model calculationleads to an about 20 % higher concentration than measured. Over all the per-formance of the model is therefore satisfactory.The difference between measurements and model result at Fredensgade is aresult of incorrect input data concerning street configuration.For Sydhavnsgade, the difference between measurements and model resultis mainly due to incorrect traffic data.At HCAB there may be larger discrepancies due to the impacts of the con-struction work and the related changes in traffic on the NO2concentrations;Impacts on the concentrations that are not described in the model. Hence anadditional evaluation of the model performance was carried out for the pe-riod 2003 to 2011. This evaluation showed that a scaling of the model inputwere necessary in order to obtain agreement between model and measure-ments for this period. Moreover, the model showed lower results than themeasurements for 2010 and 2011. This may be explained by the extra contri-bution to the emissions due to construction work in the area around themeasurement station.Based on the results from the project it is concluded that it is necessary tomake minor adjustments in the procedures used to determine the street con-figuration for the street sections with one sided building facades. Moreover,it would be advisable to repeat the measurements and perform model eval-uation for additional street sections with one sided building facades includ-ing Nørre Søgade, where the measurements unfortunately were lost in thepresent campaign. Finally, it would be advisable to improve the input datafor traffic in order to reduce the uncertainties related to these data.

Nærværende rapport præsenterer de foreløbige konklusioner fra projektetomkring vurdering af kvaliteten af modelberegninger af kvælstofdioxid(NO2) med Operational Street Pollution Model (OSPM). Projektet er iværk-sat af Miljøstyrelsen og omfatter:Målinger af NO2ved 10 gadestrækninger i en fem ugers periode fra den 24.oktober til 28. november 2011. Måling af NO2er foretaget ved passiv opsam-ling efterfulgt af ekstraktion og analyse for NO2. Måling af NO2er foretagetaf Force Technology og er nærmere beskrevet i en prøvningsrapport (Oxbøl2011). De passive opsamlere blev stjålet fra Nørre Søgade sidst i måleperio-den, så der er ingen målinger fra denne gadestrækning.Modelberegning af NO2ved hjælp af OSPM. Modelberegningerne er gen-nemført med samme model set-up som i årsrapporten fra NOVANA for år2010 (Ellermann et al., 2011) og rapporten om evaluering af miljøzoner (Jen-sen et al., 2011). Bybaggrundsniveau er beregnet med modellerne DEHM ogUBM, og gadebidraget er beregnet med OSPM. Der er regnet med aktuelmeteorologi for de pågældende fem uger i 2011.Modelberegningerne er gennemført i to trin. Trin 1 er gennemført som”blindtest”, hvor DCE ikke har kendskab til måleresultaterne. På trin 1 ertrafikmængder samt gadekonfiguration (gadebrede, bygningshøjder mv.)uændret i forhold til de tidligere forudsætninger. Også emissionsfaktorer eruændrede, dvs. på 2010-niveau og inkluderer effekten af miljøzonen i Kø-benhavn og dens påvirkning af køretøjsammensætning og emission. På trin2 er der foretaget en opdatering af inputdata vedrørende trafik og gadekon-figuration med det formål at vurdere årsager til afvigelser mellem måle- ogmoderesultater.De 10 gadestrækninger er udvalgt i samarbejde mellem Miljøstyrelsen, DCE,Force Technology og Københavns Kommune. Gaderne er udvalgt så de re-præsenterer koncentrationsniveauer på højt, mellem og lavt niveau og såle-des, at der indgår gader med både ensidig og tosidig bebyggelse. Den geo-grafiske placering af de ti gadestrækninger er vist på Figur 1.1.

Luftkvalitetsberegninger er gennemført med samme metode som anvendt iden seneste årsrapport fra NOVANA (Ellermann et al. 2011) og ved vurde-ring af effekten af miljøzoner (Jensen et al. 2011). Metoden er baseret påDCE’s THOR modelsystem som beskrives kort i dette afsnit. Beregningerneaf fortaget for at bestemme NO2koncentrationer på de udvalgte gadestræk-ninger i perioden 24.10.2011 – 28.11.2011.Beregningerne foregår i tre trin. Først beregnes den regionale luftforureningmed Danish Eulerian Hemispheric Model (DEHM) (Christensen 1997;Brandt et al. 2001) som input til en bybaggrundsmodel. Bybaggrundsforure-ningen repræsenterer den generelle forurening i byerne og er beregnet medUrban Background Model (UBM) (Berkowicz 2000a). DEHM og UBM be-regningerne foregår, således, at UBM modellen får input om beregnede op-strøms regionale koncentrationer time for time fra DEHM. Bybaggrunds-koncentrationerne er herefter input til gadeberegningerne, som beregnesmed Operational Street Pollution Model (OSPM) (Berkowicz 2000b; Kakosi-mos et al. 2010). DCE’s AirGIS system er blevet brugt til automatisk at gene-rere gadegeometri og trafikinput til OSPM ud fra digitale kort, og muliggørderfor effektiv beregning for mange lokaliteter(Jensen et al. 2001, 2009a; Ket-zel et al. 2011) (airgis.dmu.dk). Selv om AirGIS er grundigt testet og valide-ret kan den automatisk genererede gadegeometri i enkelte tilfælde væreupræcis. Det anbefales, at gadegeometri testes hvis større nøjagtighed øn-skes og antallet af gader er overskuelig.

Der anvendes meteorologidata for den aktuelle tidsperiode i 2011 beregnetmed den meteorologiske model MM5.Emissionsdata til DEHM er baseret på en række europæiske og globaleemissionsopgørelser. Yderligere detaljer om emissionsdata til DEHM kanfindes i Ellermann et al. (2011).Emissioner til UBM er baseret på en ny emissionsmodel (SPREAD model),som DCE har opstillet, og som foretager en geografisk fordeling af nationaleemissioner på et 1km x 1km gitternet (Plejdrup & Gyldenkærne 2011). Den-ne database indeholder emissioner fra alle kilder (trafik, industri, energimv.) men kun for 2009. Der antages at emissioner for 2009 med god tilnær-melse er repræsentative for 2011, da det ikke var muligt at fremskrive emis-sioner inden for det aktuelle projekt.Trafikkens emissioner på gadeniveau bestemmes med OSPM’s emissions-modul, som er baseret på EU’s emissionsmodel COPERT 4. Denne metodekræver information om bilparken og dens fordeling på køretøjskategorier,brændstoftype, og emissionsnormer. Den seneste revision af COPERT 4 erimplementeret i OSPM’s emissionsmodul baseret på referencenEEA(2009).Ved denne revision er der sket en yderligere underopdeling af emissions-klasserne i vægtstørrelser for busser og lastbiler i forhold til den tidligereudgave beskrevet i EEA (2007). Busser er gået fra 2 til 5 vægtkategorier oglastbiler er gået fra 4 til 14 vægtkategorier. Tilsvarende er ny statistik for bil-parkens sammensætning på disse vægtkategorier implementeret i OSPM’semissionsmodul baseret på national statistik om bilparken. Også for OSPM11

Beregninger med OSPM forudsætter, at trafikdata fra en vejstrækning be-skrives ved årsdøgntrafikken (ÅDT), køretøjsfordelingen (person-, vare-,lastbiler og busser), rejsehastigheden og trafikkens døgnfordeling samtkoldstarts-andele.ÅDT og køretøjsfordelingen er vurderet på baggrund af manuelle tællingerog i visse tilfælde fra maskinelle tællinger. Hastighed for trafikken er baseretpå enten hastighedsmålinger eller skøn fra kommunerne. Trafikkens døgn-fordeling samt koldstartsandele er baseret på standard fordelinger udvikletfor den enkelte gadetype (Jensen et al. 2009b).Trafikdata for gademålestationerne er opsummeret i Tabeller i de følgendeafsnit.

Dieselandelen har været stigende de seneste år, og i den nationale statistikog fremskrivning antages det, at dieselandelen i 2010 for personbiler er 23 %og for varebiler 89 %.For et tiår siden var den andel af NOx(summen af NO og NO2), der udsen-des i form af NO2("den direkte NO2fraktion"), på et niveau omkring 5-10 %.Den direkte NO2fraktion har været stigende de seneste år og antages at væ-re omkring 21 % i 2010. Dette er en af grundene til, at NO2koncentrationen igader ikke falder selvom emissionen af NOxer reduceret væsentligt. Stig-ningen i den direkte NO2fraktion skyldes stigningen i dieseldrevne person-og varebiler, som er udstyret med oxidative katalysatorer, som reducerer”diesellugten” fra udstødningen, men som samtidig oxiderer NO til NO2.Dermed bidrager visse typer af partikelfiltre til øget direkte NO2udslip. Dendirekte NO2fraktion er implementeret i OSPM’s emissionsmodul med sepa-rate værdier for de enkelte køretøjskategorier og emissionsklasser.

I dette afsnit præsenteres modelberegninger for opsamlingsperioden fra den24. oktober til 28. november 2011. Fremgangsmåden ved modelberegninger-ne svarer til den anvendte i forbindelse med rapporterne fra 2011 (Ellermannet al., 2011; Jensen et al., 2011). Det vil sige, at der er blevet anvendt de sam-me versioner af modellerne, og at det er de samme inputdata vedrørendetrafikintensitet, trafiksammensætning, emissionsfaktorer og gadekonfigura-tion. Dette sæt af inputdata betegnes i det følgende, som de originale input-data.Modelberegningerne på trin 1 med de originale inputdata blev gennemførtinden DCE havde fået adgang til måleresultaterne fra Force Technology forde ni gadestrækninger. DCE havde dog kendskab til de målte koncentratio-ner af NO2fra målestationerne på H.C. Andersens Boulevard (HCAB) ogJagtvej. For de syv øvrige gadestrækninger var der derfor tale om en ”blind-test” af modellens evne til at reproducere de målte koncentrationer med degivne inputdata.Tabel 3.1 viser dels en række data, som beskriver de 10 udvalgte gadestræk-ninger og dels resultaterne fra måling og modelberegning af NO2med deoriginale inputdata. I Figur 3.1 afbildes resultaterne grafisk.Tabel 3.1.Resultater fra måling og modelberegning (med originale inputdata) af NO2i perioden fra den 24. oktober til 28. no-vember 2011 på ti udvalgte gadestrækninger (tal i parentes identificerer gadestrækningen i det tilfælde, hvor der er udvalgt fleregadestrækninger på den samme gade). Endvidere angives type af bebyggelse ved den udvalgte gadestrækning, trafikmængdesom årsdøgntrafik ÅDT (2009/2010), andel af tung trafik (lastbiler og busser) og gadebredde, som anvendt i forbindelse med detidligere modelberegninger. Nr. i 2010 angiver rangordningen af de 138 gadestrækninger med hensyn til NO2i 2010, hvor nr. 1er gadestrækningen med den højeste koncentration.ÅDTNr. i2010123467GadestrækningSydhavnsgadeH C Andersens Boulevard(3)H C Andersens Boulevard(1)Nørre SøgadeÅgadeLyngbyvej(2)BebyggelseEnsidigTosidigEnsidigEnsidigEnsidigTosidigTosidigTosidigEnsidigTosidigdag48700526005805028800570006690023500156004830015100Andel af%4,73,93,92,34,72,54,46,43,86,4m2249682032282518653848454735482346MålingerForce�g/m38485252

3

Målingerne fra H.C. Andersens Boulevard (HCAB (1)) og Jagtvej er foretagetved DCE’s målestationer med monitorer i henhold til EU’s referencemetode.Af Tabel 3.1 og Figur 3.1 fremgår, at der er god overensstemmelse mellemreferencemålinger udført af DCE og målingerne med passiv opsamling ud-ført af Force Technology.Tabel 3.1 og Figur 1.1 viser god overensstemmelse mellem måle- og modere-sultater ved syv ud af ni gadestrækninger. Kun for to gadestrækninger erder større afvigelser. Ved Sydhavnsgade resulterer modellen i koncentratio-ner af NO2, som er ca. 60 % højere end de målte koncentrationer. Hvorimodmodelresultaterne for Fredensgade kun er omkring 60 % af de målte koncen-trationer.De to gader med store afvigelser mellem model- og måleresultater har beggeensidig bebyggelse. Der er dog også to gadestrækninger med ensidig bebyg-gelse, for hvilke modellen giver resultater i god overensstemmelse med demålte koncentrationer (Ågade og H.C. Andersens Boulevard (1)). Det er der-for ikke entydigt, at det er gadestrækninger med ensidig bebyggelse, som erdårligere beskrevet i modellen.

Kvaliteten af modelresultaterne for NO2afhænger i høj grad af kvaliteten afinputdata til modelberegningerne. Modellen er i god overensstemmelse medmålingerne på syv ud af ni gadestækninger, hvilket peger på, at emissions-faktorerne generelt er i orden, når det drejer sig om NO2.Forskellen mellem model og målinger for Sydhavnsgade og Fredensgadekunne derfor potentielt set ligge i inputdata vedrørende gadekonfiguration,trafikmængde og køretøjssammensætning for disse to gadestrækninger. Dis-se inputdata har generelt stor indflydelse på den beregnede koncentration afNO2.For at vurdere om det er fejl i inputdata for gadekonfiguration, trafikmæng-de og/eller trafiksammensætning, som er skyld i afvigelserne for Sydhavns-gade og Fredensgade, har DCE lavet en revurdering af disse inputdata ogforetaget en ny serie modelberegninger med disse opdaterede inputdata foralle ti udvalgte gadestrækninger. Resultaterne heraf beskrives i dette afsnit.Først beskrives effekten af at opdatere gadekonfigurationen, og derefter til-svarende effekten af at opdatere trafikmængder og køretøjssammensætning.Tabel 4.1 viser originale samt opdaterede gadebredder og bygningshøjder.De originale data er bestemt ved algoritmerne i AirGIS, mens de opdaterededata er bestemt manuelt ud fra luftfoto samt foto taget under besigtigelse afde 10 gadestrækninger. For langt de fleste af de ti gadestrækninger er deringen eller kun meget små ændringer. De mest betydningsfulde ændringer iinputdata optræder for de ensidigt bebyggede gader HCAB (1) og Fredens-gade, hvor gadebredderne var for store i de oprindelige inputdata baseret påAirGIS. Forklaringen er, at det ved gader med ensidig bebyggelse ikke altider entydigt, hvortil gaden går i den side, hvor der ikke er huse. Derfor er derusikkerhed ved de algoritmer, som automatisk beregner gadebredde i Air-GIS for denne type gadegeometri.Desuden er der ændringer i bygningshøjder på HCAB (1+3), Lyngbyvej,Englandsvej og Fredensgade, mens opdateringen ikke gav anledning til æn-dringer på de øvrige gadestrækninger. Størst forskel er der for Fredensgade,hvor den generelle højde fejlagtigt var sat til 0 meter, og hvor den mere kor-rekt burde have været sat til 14 meter. Den generelle højde beskriver dengennemsnitlige højde af husene i gadestrækningen, mens afvigelser fra dengennemsnitlige højde beskrives via en række undtagelser fra den generellehøjde, som i modellen beskriver varierende højder eller ”huller” mellem hu-sene på gadestrækningen. Sådan som OSPM er konstrueret er den generellebygningshøjde imidlertid bestemmende for opholdstiden i gaden, og det ersåledes ikke uden betydning om bygningskonfigurationen er bestemt vedundtagelser og den generelle bygningshøjde er dårligt fastlagt.Figur 4.1 viser resultaterne fra modelberegningerne med de opdaterede in-putdata. Den største ændring (stigning på omkring 70 %) ses for Fredensga-de, hvor der blev to større ændringer i gadekonfiguration (gadebredde oggenerelle bygningshøjde). For de andre gadestrækninger med ændringer erder maks. omkring 12 % stigning i koncentration, som følge af de opdatere-de inputdata for gadekonfigurationen.15

Tabel 4.1.Gadebredde og den generelle bygningshøjde i meter, både de originale inputdata bestemt med AirGIS og opdateredeinputdata baseret på luftfoto og foto taget under besigtigelse af de 10 gadestrækninger. Nr. i 2010 angiver rangordningen af de138 gadestrækningerne med hensyn til NO2i 2010, hvor nr. 1 er gadestrækningen med den højeste koncentration.*Den generelle bygningshøjde var defineret med 0 og bygninger som undtagelser herfraGadebreddeNr. i20101234672962GadestrækningSydhavnsgadeH C Andersens Boulevard(3)H C Andersens Boulevard(1)Nørre SøgadeÅgadeLyngbyvej(2)Jagtvej(1)Nordre Fasanvej(5)BebyggelseEnsidigTosidigEnsidigEnsidigEnsidigTosidigTosidigTosidigEnsidigTosidigGadebreddefra AirGIS22496820322825186538fra Luftfoto /kort22445020322825183038Højde fra AirGIS17,421,921,818,915,110,921,9160 (13,9)*5,7Højde fra Foto17173019151322161410

Tabel 4.2 viser trafikdata, som tidligere leveret af Købehavns Kommune iforbindelse med Miljøzoneprojektet (Jensen et al. 2011) samt opdateringer ognyere tal for 2011. De nye tal er baseret på de mest repræsentative tællestati-oner, som Københavns Kommune har for de udvalgte gadestrækninger. Tra-fiktællingerne er baseret på manuelle tællinger. Der er en generel tendens tilfald i trafikintensiteten i 2011 set i forhold til de tidligere anvendte tal. Medhensyn til tungtrafikandelen ses et lidt mere blandet billede, hvor andelen erfaldet på syv af gaderne og steget på to af gaderne.Den største ændring er fundet for Sydhavnsgade, hvor inputdata for trafik-mængder og sammensætning i de originale inputdata stammer fra et ikkerepræsentativt trafikmålested, som har tydeligt mere trafik end der forven-tes på målestedet. I de originale inputdata er der blevet anvendt en ÅDT på48.700, mens DCE’s bedste skøn ligger på en ÅDT på 20.000-30.000 køretøjerper dag. Dette skøn er foretaget på basis af trafiktællingerne fra KøbenhavnsKommune.16

Der er en vis usikkerhed omkring trafikmængder og sammensætning, datællinger kun er fortaget i tolv timer (kl. 7-19) på en enkelt dag, men til gen-gæld varierer trafik relativt forudsigeligt, så det er muligt at opnå relativtsikre skøn af ÅDT selv ud fra korte målinger Også placering af trafiktælle-sted er ikke altid repræsentativt for de udvalgte gadestrækninger. Det villehave været mere optimalt med trafikmålinger på præcis de steder, hvor dermåles NO2. Samtidigt hermed skulle trafiktællingerne fortages over en læn-gere periode for at minimere usikkerheden. Dette er desværre omkostnings-fuldt og har derfor ikke været muligt indenfor rammerne af dette projekt.På HCAB (1) og Jagtvej blev der i slutning af 2003 fortaget detaljerede trafik-tællinger (24 timer på hverdag samt 12 timer i weekenden) i forbindelse medtidligere projekter. Tællingerne blev foretaget tæt ved de permanente luft-målesteder, hvilket er med til at gøre disse trafikdata mere pålidelige. Tilbrug for modelberegningerne for 2011 er der derfor lavet en fremskrivningaf tallene fra 2003 til 2011.Hastighed har også betydning for udledningerne fra trafikken, men det harikke været muligt at revurdere inputdata for hastigheden i forbindelse meddet nuværende projekt.Tabel 4.3 og Figur 4.3 viser resultater fra modelberegninger med ændredetrafikdata. Den største ændring findes på Sydhavnsgade på grund af denstore reduktion i trafikmængder for denne gade. Også på HCAB (3), Ågadeog Fredensgade reduceres NO2koncentrationen, men dog kun i mindre om-fang.

Tabel 4.2.Årsdøgntrafik (ÅDT), tungtrafikandel i % og gennemsnitlig rejsehastighed. Værdier fra 2009er baseret på informationfra Københavns Kommune i forbindelse med miljøzoneprojektet og gælder generelt for 2009/2010. Værdier for 2011 er baseretpå de seneste trafiktællinger fra kommunen i 2011, undtagen for Jagtvej og HCAB, hvor data er baseret på en fremskrivning afmanuelle tællinger fra 2003. I de tilfælde, hvor trafiktallene er af ældre dato angives årstallet i parentes. Nummer for trafikmåle-sted er givet i sidste kolonne. Nr. i 2010 angiver rangordningen af de 138 gadestrækningerne med hensyn til NO2i 2010, hvornr. 1 er gadestrækningen med den højeste koncentration.TungandelNr. i2010 Gadestrækning123467SydhavnsgadeH C Andersens Boulevard(3)H C Andersens Boulevard(1)Nørre SøgadeÅgadeLyngbyvej(2)Hastighed(km/h)41414541515143405151ÅDT (veh/d)200948.70052.60058.05028.80057.000 (2007)66.900 (2008)23.50015.600 (2007)48.30015.100 (2008)(%)20094,73,93,92,94,72,53,16,43,86,4ÅDT (veh/d)201125.000 (45.700)*48.20051.50027.00047.00065.600 (2010)23.50017.100 (2010)45.00013.200Tungandel (%) Nr. trafik20114,43,54,72,32,92,93,15,13,72,591269817051531tælling(37)*1

Tabel 4.3.Resultater fra måling og modelberegning med originale inputdata og med opdaterede gadekonfiguration, samt medopdaterede trafikmængder af NO2i perioden fra den 24. oktober til 28. november 2011 på de udvalgte gadestrækninger (tal iparentes identificerer gadestrækningen i det tilfælde, hvor der er udvalgt flere gadestrækninger på den samme gade). På HCAB(1) og Jagtvej (1) fortages der ikke beregninger med ændret trafik, da der foreligger trafiktællinger tæt ved målestedet. Nr. i 2010angiver rangordningen af de 138 gadestrækningerne med hensyn til NO2i 2010, hvor nr. 1 er gadestrækningen med den højestekoncentration.ModelberegningNr. i2010 Gadenavn1234672962SydhavnsgadeH C Andersens Boulevard(3)H C Andersens Boulevard(1)Nørre SøgadeÅgadeLyngbyvej(2)Jagtvej(1)Nordre Fasanvej(5)484547354823MålingerFORCE384852ModelberegningOriginale Input59,748,747,148,246,543,841,133,128,223,8Modelberegning med med ændret Trafik +ændret Geometri59,748,952,748,246,542,441,232,844,525,6Geometri48,847,452,046,742,742,441,233,143,523,8

I måleperioden fra den 24. oktober til 28. november 2011har der formentligtværet et ekstra bidrag til udledningerne af NOxi området omkring HCABsom følge af byggerierne og vejomlægningerne i nærheden af målestationen(Ellermann et al., 2011). Dette vil føre til forhøjede koncentrationer af NO2imåleperioden. Disse ekstra udledninger fra entreprenørmaskiner og ændretvejtrafik har det ikke været muligt at kvantificere og det har derfor heller ik-ke været muligt at inkludere de ekstra udledninger i de ovenfor præsentere-de modelberegninger for HCAB.Der er derfor lavet en sammenligning mellem måleresultater og modelbe-regninger for perioden fra 2003-2011 for at vurdere om de nye opdateredeinputdata (gadekonfiguration og vejtrafik) giver den bedst mulige sammen-hæng mellem måleresultater og modelberegninger set over en længere tids-periode. I Figur 5.1 sammenlignes de målte koncentrationer med modelbe-regninger udført med den modificerede gadekonfiguration (50 m gadebred-de) og de originale trafikinputdata (58.050 køretøjer per døgn og 3,9 % tungtrafik). I perioden fra 2003 til 2009 ligger de modelberegnede årsmiddelkon-centrationer 5-10 �g/m3over de målte koncentrationer. I denne periode varder ikke problemer med ekstraordinære udledninger af NOXgrundet bygge-rier og omlægning af vejtrafik. Dette peger på, at den opdaterede gadekonfi-guration giver anledning til en systematisk overestimering af de beregnedekoncentrationer for HCAB når der laves en modelevaluering baseret på enlængere tidsperiode og ikke kun anvender måleresultater fra den fem ugersmålekampagne.For at opnå en bedre sammenhæng mellem målte og beregnede årsmiddel-koncentrationer set over hele perioden fra 2003 til 2011 er der derfor blevetlavet en simpel empirisk skalering af modelberegningerne for HCAB ved atbenytte en modelgadebredde på 60 m i stedet for de faktiske 50 m. Figur 5.1viser de beregnede årsmiddelkoncentrationer med gadebredde på 60 m,hvor der samtidigt er foretaget en mindre opdatering af trafikdata (51.500køretøjer per døgn og 4,7 % tung trafik). Med gadebredde på 60 m og de ny-este trafikdata fås en god overensstemmelse mellem målinger og modelbe-regninger for perioden fra 2003 til 2009 og navnlig er der god overensstem-melse for 2008 og 2009, hvor trafikdata har en bedre kvalitet end for den før-ste del af perioden. I 2010 og 2011 giver modellen for lave koncentrationerset i sammenligning med målingerne, hvilket formentligt skyldes de ekstra-ordinære udledninger fra byggerier og vejomlægninger i nærheden af måle-stationen.

Ved AU/DCE’s to målestationer er der god overensstemmelse mellem må-linger med passiv opsamling fra Force Technology og målinger fra DCE vedanvendelse af EU-referencemetoden.Måleresultaterne viste, at koncentrationen af NO2ved målestationen påHCAB ligger som den højeste blandt de udvalgte gadestrækninger. Seks udaf de ti gadestrækninger er blevet valgt, fordi modelberegningerne har vist,at de ligger blandt de ti danske gadestrækninger med de højeste koncentra-tioner af NO2. Dette bekræfter at målestationen repræsenterer en af de ga-destrækninger i Danmark, hvor der er de højeste koncentrationer af NO2.Konklusionerne fra ”blindtesten” af OSPM med brug af originale inputdata(Trin 1) er følgende:Modelberegningerne af NO2med OSPM er i god overensstemmelse medmåleresultaterne for syv ud af ni udvalgte gadestrækninger når der anven-des originale inputdata. For to af gadestrækningerne er der relativt stor for-skel mellem måle- og modelresultater.Modelberegningerne giver gode resultater for alle de udvalgte gader medtosidig bebyggelse.De to gader (Sydhavnsgade og Fredensgade), hvor der er stor forskel mel-lem model med originale inputdata og måleresultater, har ensidig bebyggel-se. Der er dog også to gadestrækninger med ensidig bebyggelse, hvor mo-dellens resultater i god overensstemmelse med de målte koncentrationer.Det er derfor ikke entydigt det er gadestrækninger med ensidig bebyggelse,som er dårligere beskrevet i modellen.Efterfølgende blev der lavet en revurdering af inputdata til modellen for atkunne vurdere årsagerne til forskellene mellem målte og modelberegnedekoncentrationer af NO2ved Sydhavnsgade og Fredensgade. Genberegningeraf koncentrationen af NO2med de revurderede inputdata (Trin 2) gav føl-gende konklusioner:Revurdering af inputdata for gadekonfiguration, trafikmængde og sammen-sætning viser, at der kan være betydelige fejl i inputdata, og at det vil væreønskeligt at skærpe procedurerne for bestemmelsen af inputdata.Revurdering af inputdata for gadekonfiguration, trafikmængde og sammen-sætning gav for seks ud af de 10 gader kun anledning til ubetydelige æn-dringer i den modelberegnede koncentration af NO2. For HCAB (1) og Åga-de gav revurdering af inputdata henholdsvis 10 % højere og 6 % lavere kon-centration. For Sydhavsgade og Fredensgade gav revurderingen betydeligtstørre ændringer, hvilket er i overensstemmelse med, at det netop er for dis-se gader, at der er størst forskel mellem model resultater og målinger.Med de revurderede inputdata giver modellen resultater, som er i overens-stemmelse med de målte koncentrationer for syv ud af de ni gadestræknin-ger, hvor der er foretaget målinger. For Sydhavnsgade giver modellen enomkring 20 % overestimering i forhold til den målte koncentration. Over-22

ordnet set vurderes modellens performance til at være særdeles tilfredsstil-lende, når blot inputdata har en tilstrækkelig høj kvalitet.På Fredensgade gav OSPM resultater, som kun var 60 % af den målte kon-centration med originale inputdata. Revurdering af inputdata viste, at der eranvendt en for stor gadebredde i de originale beregninger, og at den gene-relle bygningshøjde er forkert fastlagt i input data til modelberegningerne.Med de revurderede inputdata blev der opnået en god overensstemmelsemellem målinger og modelberegninger for Fredensgade.På Sydhavnsgade gav OSPM koncentrationer, som er omkring 60 % højereend den målte koncentration med de originale inputdata. Revurdering af in-putdata for trafik viste, at der i trafikdata fra Københavns Kommune er an-givet en for stor trafikmængde (48.700 køretøjer per dag) ved den valgte ga-destrækning, hvor der er foretaget målinger og modelberegninger. DCEskønner, at trafikmængden burde være omkring 20.000-30.000 køretøjer pr.dag (25.000 er anvendt i beregningerne). Med de forbedrede trafikdata ses etmarkant fald i den modelberegnede koncentration af NO2, således at model-len kun overestimerer NO2med omkring 20 %. Der er derfor sket en klarforbedring af overensstemmelsen mellem målinger og model for Sydhavns-gade, men der bør fortsat arbejdes på at forstå den resterende afvigelse mel-lem målinger og model resultater. Dette er navnlig vigtigt fordi modelbe-regningerne viser, at koncentrationen af NO2formentligt vil overskridegrænseværdien, mens målingerne fra Force Technology indikerer, at græn-seværdien formentligt ikke vil være overskredet.Det vurderes, at for lav kvalitet på inputdata for trafikmængde, sammen-sætning og hastighed er blandt de vigtigste årsager til usikkerhed i modelre-sultaterne. Dette skydes dels, at der ikke er sammenfald mellem model- ogmålesteder og placeringerne af trafiktællestederne, og dels usikkerhed påtrafiktællingerne.For HCAB er der foretaget en udvidet modelsammenligning, hvor vi harsammenlignet målte og modelberegnede årsmiddelkoncentrationer for peri-oden fra 2003 til 2011. Denne sammenligning viser systematiske forskellemellem målinger og model når de under trin 2 angivne inputdata for gade-konfiguration og trafik anvendes. For HCAB er der derfor foretaget en sim-pel skalering af inputdata vedrørende gadekonfiguration, således at der ergod overensstemmelse mellem målinger og modelresultater for perioden fra2003 til 2009. I 2010 og 2011 giver modellen for lave årsmiddelkoncentratio-ner sammenholdt målingerne ved HCAB, hvilket formentligt skyldes eks-traordinære udledninger i forbindelse med byggerierne og vejomlægninger-ne nær målestationen. Det er disse inputdata for trafik og gadekonfigurationfor HCAB, som vil blive anvendt i forbindelse med den årlige rapporteringunder NOVANA og i projektet med scenarieberegninger af Ren luft zoner-nes betydning for koncentrationen af NO2(Jensen et al., 2012).Afslutningsvis skal det bemærkes, at det er nødvendigt at tage et vist forbe-hold for, at byggerierne og trafikændringerne omkring Rådhuspladsen giveren øget usikkerhed i forbindelse med modelberegningerne for HCAB.

På basis af resultaterne fra projektet vurderes det, at der er behov for mindreforbedringer af OSPM med hensyn til modelberegninger for gadestræknin-ger med ensidig bebyggelse. Dette drejer sig om forbedring af proceduren,som anvendes til at bestemme gadebredde for ensidige gader i AirGIS ogforbedring af den måde, som hushøjderne beskrives i OSPM.Det er ønskeligt med endnu en målekampagne, som inkluderer flere gadermed ensidig bebyggelse, herunder Nørre Søgade, hvor målingen desværregik tabt i forbindelse med den nuværende målekampagne. Målet med denopfølgende målekampagne er at skaffe den nødvendige målemæssige bag-grund for at kunne forbedre OSPM i relation til den ensidige bebyggelse ogfor efterfølgende at kunne dokumentere effekten af forbedringerne.Der bør arbejdes på at skaffe bedre inputdata for trafik:I forbindelse med nye modelberegninger med OSPM bør modelpunkterneplaceres, så der er sammenfald med trafiktællestederne eller trafiktælleste-derne bør flyttes, så der kommer sammenfald med modelpunkterne. I for-bindelse med den kommende årlige rapportering under NOVANA vilAU/DCE vurdere mulighederne for at få bedre sammenfald mellem model-punkterne og trafiktællestederne for de 138 københavnske gadestrækninger,som indgår i modelberegningerne under NOVANA.Der bør etableres trafiktællinger ud for målestationerne på Jagtvej og HCAB.Trafiktællingerne bør dække en længere tidsperiode, så usikkerheden på tra-fiktællingerne nedsættes.Det har ikke været muligt inden for dette projekt at foretage en revurderingaf inputdata for køretøjernes hastighed. Dette bør gøres for at mindske usik-kerheden på udledningerne fra køretøjerne.

Berkowicz, R. 2000a. A Simple Model for Urban Background Pollution. En-vironmental Monitoring and Assessment Vol. 65, Issue 1/2, pp. 259-267.Berkowicz, R. 2000b. OSPM - A parameterised street pollution model, Envi-ronmental Monitoring and Assessment, Volume 65, Issue 1/2, pp. 323-331.Brandt, J., Christensen, J.H., Frohn, L.M., Palmgren, F., Berkowicz, R., Zlatev,Z. (2001): Operational air pollution forecasts from European to local scale.Atmospheric Environment, Vol. 35, Sup. No. 1, pp. S91-S98, 2001.Christensen, J.H. (1997): The Danish Eulerian Hemispheric Model – a three-dimensional air pollution model used for the Arctic. Atmospheric Environ-ment., 31, 4169–4191.EEA (2007): EMEP/CORINAIR Atmospheric Emissions Inventory Guide-book 2007. Methodology for the calculation of exhaust emissions. RoadTransport. Version 6.0 August 2007. COPERT 4. European EnvironmentalAgency. 105 p.EEA (2009): EMEP/EEA emission inventory guidebook 2009. Passenger cars,light-duty trucks, heavy-duty vehicles including buses and motor cycles.128p.Ellermann, T., Nordstrøm, C., T., Brandt, J., Christensen, J., Ketzel, M. & Jen-sen, S.S. (2011): The Danish Air Quality Monitoring Programme. AnnualSummary for 2010.National Environmental Research Institute, University ofAarhus.NERI Technical Report No. 836 .http://www.dmu.dk/Pub/FR836.pdf.Jensen, S. S., Berkowicz, R., Hansen, H. S. and Hertel, O. (2001): A Danishdecision-support GIS tool for management of urban air quality and humanexposures. Transportation Research Part D-Transport and Environment 6,229-241.Jensen, S. S., Larson, T., Deepti, K. C. and Kaufman, J. D. (2009a): Modelingtraffic air pollution in street canyons in New York City for intra-urban expo-sure assessment in the US Multi-Ethnic Study of atherosclerosis and air pol-lution. Atmospheric Environment 43, 4544-4556.Jensen, S.S., Hvidberg, M., Petersen, J., Storm, L., Stausgaard, L., Hertel, O.(2009b): GIS-baseret national vej- og trafikdatabase 1960-2005 (GIS-basedNational Road and Traffic Database 1960-2005). Danmarks Miljøundersøgel-ser, Aarhus Universitet, Roskilde. 73 s. Faglig rapport nr. 678, 2009.http://www2.dmu.dk/Pub/FR678.pdfJensen, S.S., Ketzel, M., Nøjgaard, J. K. & Becker, T. (2011): Hvad er effektenaf miljøzoner forluftkvaliteten? - Vurdering for København, Frederiksberg,Aarhus, Odense, og Aalborg.Slutrapport. Danmarks Miljøundersøgelser,Aarhus Universitet 110 s. – Faglig rapport nr. 830.http://www.dmu.dk/Pub/FR830.pdf.

Kakosimos K.E., Hertel O., Ketzel M. and Berkowicz R. (2010): OperationalStreet Pollution Model (OSPM) - a review of performed validation studies,and future prospects. Environmental Chemistry, 7, 485-503.Ketzel, M., Berkowicz, R., Hvidberg, M., & Jensen, S. S. (2011): Evaluation ofAirGIS: a GIS-based air pollution and human exposure modelling system.International Journal of Environment and Pollution, 47(1/2/3/4), 226-238.Oxbøl, A. (2011): Luftkvalitetsmålinger for NO2. Prøvningsrapport nr. 4944-01 udarbejdet af FORCE Technology, Brøndby, Denmark, November 2011.Plejdrup, M.S. & Gyldenkærne, S. 2011: Spatial distribution of emissions toair – the SPREAD model. National Environmental Research Institute, Aar-hus University, Denmark. 72 pp. – NERI Technical Report no. FR823.http://www.dmu.dk/Pub/FR823.pdf

SAMMENLIGNING AF NO2MÅLINGEROG OSPM BEREGNINGERFOR 10 GADESTRÆKNINGER I KØBENHAVNDenne rapport præsenterer resultaterne af en sammenlig-ning mellem målinger og modelberegninger af kvælstofdi-oxid (NO2) ved ti udvalgte gadestrækninger i København.Force Technology har målt NO2i en fem ugers periode fra24. oktober til 28. november 2011. Nationalt Center for Miljøog Energi ved Aarhus Universitet (AU/DCE) har foretagetmodelberegningerne med Operational Street PollutionModel (OSPM) i to trin. På trin 1 er modelberegningerneforetaget uden kendskab til de målte koncentrationerog med den modelversion og de inputdata, som svarertil tidligere foretagne modelberegninger rapporteret i2011. Sammenligningen viser, at modellen generelt giverresultater, som er i god overensstemmelse med målin-gerne. Undtagelsen er resultaterne for to gadestrækninger(Sydhavnsgade og Fredensgade). På trin 2 er inputdataopdateret med det formål at forstå afvigelserne mellemmålte og modelberegnede koncentrationer under trin 1.Resultaterne af trin 2 viser, at afvigelserne for Sydhavns-gade hovedsageligt skyldes fejl i traﬁkdata, mens det forFredensgade er unøjagtige data for gadekonﬁgurationen,som er årsag til afvigelserne mellem målinger og model-resultater.