So rechnen wir

Woher die Werte auf saharastaub.de kommen, wie wir sie einstufen und was sie nicht leisten. Alle Luftqualitätswerte sind Modellwerte, keine Messungen an Stationen.

Datenquellen

• Luftqualität: Modellwerte des Copernicus-Atmosphärendienstes CAMS, abgerufen über die Air-Quality-Schnittstelle von Open-Meteo. Wir nutzen den Saharastaub-Anteil (Variable „dust“), PM10, PM2.5 und die Aerosol-Trübung AOD bei 550 nm. Die Staub- und Feinstaubwerte gelten nahe am Boden, 10 m über Grund. CAMS rechnet für Europa mit einem Raster von etwa 11 km und bezieht Beobachtungen in die Modellrechnung ein.
• Wetter: Bewölkung, Regen, UV-Index und Sichtweite aus der Wettervorhersage von Open-Meteo.
• Pollen: Pollenflug-Gefahrenindex des Deutschen Wetterdienstes (DWD).
• Orte: zehn Städte: Berlin, Hamburg, München, Köln, Frankfurt, Stuttgart, Düsseldorf, Leipzig, Freiburg und Dresden.

Unser Server ruft die Daten ab und speichert sie zwischen. Ihr Browser lädt sie nur von saharastaub.de.

Aktualisierung

• Luftqualität und Wetter: Abruf alle 30 Minuten. Das Modell selbst rechnet seltener neu; zwischen zwei Modellläufen stammen neue Werte aus der stündlichen Vorhersage desselben Laufs.
• Pollen: einmal täglich um die Mittagszeit, nachdem der DWD seine Vorhersage veröffentlicht hat.
• Vorhersage: 72 Stundenwerte ab der aktuellen Stunde.
• Ausfälle: Den Gesamtstand ersetzen wir nur, wenn mindestens 70 % der Städte frisch abgerufen wurden. Fehlt eine einzelne Stadt, bleibt ihr letzter Wert höchstens 24 Stunden stehen und ist als veraltet gekennzeichnet.

Saharastaub-Stufe und Feinstaub-Stufe

Wir weisen zwei Werte getrennt aus, weil hoher Feinstaub nicht zwangsläufig von Saharastaub stammt:

• Saharastaub-Stufe: aus dem modellierten Saharastaub-Anteil („dust“). Danach richten sich die Farben der Kartenmarker und der Saharastaub-Status.
• Feinstaub-Stufe: aus PM10, also allen Partikeln bis 10 µm aus allen Quellen: Verkehr, Heizung, Industrie, Landwirtschaft und Saharastaub zusammen.

Beide Stufen nutzen dieselben Schwellen. Eine Stufe gilt ab ihrem unteren Wert (Angaben in µg/m³):

Der Deutschland-Wert ist der Mittelwert aller Städte, die Regionalwerte der Mittelwert der Städte einer Region: Norden und Osten (Berlin, Hamburg, Leipzig, Dresden), Westen und Mitte (Köln, Düsseldorf, Frankfurt), Süden (München, Stuttgart, Freiburg). Zum Vergleich: Der EU-Grenzwert für PM10 liegt bei 50 µg/m³ im Tagesmittel. Unsere Werte sind Stundenwerte und damit nicht direkt mit dem Grenzwert vergleichbar.

Gesundheits-Ampel

Die Ampel verbindet drei Belastungen einer Stadt. Jede wird auf eine Skala von 0 bis 10 gebracht:

• Feinstaub: PM10 geteilt durch 20, höchstens 10. Ab 200 µg/m³ ist der Höchstwert erreicht.
• Pollen: die höchste Tagesstufe der acht DWD-Pollenarten (Hasel, Erle, Esche, Birke, Gräser, Roggen, Beifuß, Ambrosia) in der DWD-Vorhersageregion der Stadt. Der DWD stuft von 0 bis 3 in halben Schritten; Stufe 3 („hohe Belastung“) ergibt 10.
• UV: UV-Index mal 0,9, höchstens 10.

Gewichtet ergibt das: 40 % Feinstaub, 35 % Pollen, 25 % UV. Bis 2 Punkte zeigt die Ampel „niedrig“, bis 4 „moderat“, bis 6 „hoch“, darüber „sehr hoch“. Saharastaub geht über PM10 ein, nicht als eigener Wert. Die Ampel ist eine Orientierung und ersetzt keinen ärztlichen Rat.

Autowäsche-Tipp

Saharastaub gilt als aktiv, wenn der modellierte Saharastaub-Anteil 25 µg/m³ oder mehr beträgt. Regen „jetzt“ heißt mehr als 0,2 mm in der aktuellen Stunde, Regen „kommt“ heißt mehr als 0,5 mm in den nächsten 24 Stunden. Die erste zutreffende Regel gilt:

1. Saharastaub aktiv und Regen jetzt: Blutregen-Warnung, nicht waschen.
2. Saharastaub aktiv und Regen kommt: Noch nicht waschen, Blutregen möglich.
3. Saharastaub aktiv: Noch nicht waschen, neuer Staub würde sich absetzen.
4. Kein Saharastaub, aber Regen kommt: Noch 1 Tag warten.
5. Sonst: Jetzt waschen.

PV-Schätzung

Wir schätzen nur den Verlust, den Saharastaub verursacht. Die Aerosol-Trübung AOD erfasst alle Schwebteilchen; eine eigene Staub-Trübung liefert unsere Datenquelle nicht. Den Staubanteil der Trübung setzen wir deshalb gleich dem Staubanteil am Feinstaub nahe dem Boden: Staub-AOD = AOD × Saharastaub ÷ PM10 (höchstens die ganze AOD). Ohne modellierten Saharastaub zeigt der Rechner 0 %, auch wenn die Luft aus anderen Gründen trüb ist.

Verlust = 1 − e^{−0,27 × Staub-AOD}, höchstens 60 %. Den Faktor 0,27 haben wir aus einer Messstudie zu einem Staubereignis über Griechenland abgeleitet: Bei einer AOD von 1,71 sank die Globalstrahlung dort um 37 % (Sonne 50° über dem Horizont). Der normale Tagesertrag richtet sich nach dem Monat, von knapp 1 kWh pro kWp im Dezember bis gut 4 kWh im Juni; die Werte stammen aus dem EU-Rechner PVGIS für die Mitte Deutschlands.

Die Schätzung hat Grenzen: Staub in höheren Luftschichten erfasst der Bodenanteil nur ungenau. Bewölkung, Sonnenstand, Ausrichtung der Module und Staub auf den Modulen fließen nicht ein. Zur Einordnung: Nach Untersuchungen des Karlsruher Instituts für Technologie mindert die Trübung während eines Saharastaub-Ereignisses die PV-Leistung um 10 bis 20 Prozent.

Sonnenuntergang

Eine Punktzahl von 0 bis 5: Liegt die AOD zwischen 0,2 und 2,0, zählt sie mit dem Vierfachen ihres Werts, höchstens 5 Punkte. Bewölkung über 30 % zieht ab, pro 14 Prozentpunkte einen Punkt. Das Ergebnis wird gerundet: 0 „Normal“, 1 „Leicht verfärbt“, 2 „Schön“, 3 „Sehr schön“, 4 „Spektakulär“, 5 „Außergewöhnlich“.

Grenzen der Daten

• Modellwerte können von Messungen an Stationen abweichen, besonders bei kurzen, örtlichen Ereignissen.
• Ein Rasterpunkt von etwa 11 km bildet Straßenschluchten, Täler und einzelne Quellen nicht ab.
• Zehn Städte stehen für ganz Deutschland; dazwischen liegen keine eigenen Werte.
• Wie gut CAMS trifft, prüft der Dienst selbst in regelmäßigen Validierungsberichten.