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KCDS Virtual Open House 2025, Fall edition: Project 01 - Estimation of short-term extremes in air pollution and their drivers

Frank, Martin [Hrsg.] ORCID iD icon 1; Ehret, Uwe [Hrsg.] 2; Hühnerfuß, Angela [Hrsg.] 3; Cermak, Jan [Beteiligte*r] ORCID iD icon 4; Fasen, V. ORCID iD icon 5; Andersen, Hendrik ORCID iD icon 6
1 Scientific Computing Center (SCC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 KIT-Zentrum Mathematik in den Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften (KIT-Zentrum MathSEE), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Meteorologie und Klimaforschung Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMKASF), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
5 Institut für Stochastik (STOCH), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
6 Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Estimation of short-term extremes in air pollution and their drivers
Air pollution is a major problem in cities around the world. Extremely polluted outdoor air is a particular health hazard, even short-term exposure to high pollution levels causes about 1 million premature deaths annually. An early warning would help mitigate these situations but requires high-accuracy prediction. Numerical weather models are able to forecast meteorological conditions with good accuracy. However, the complex interaction between the various pollution sources and factors such as wind (for transport), precipitation (removal of pollutants), and vegetation (source and sink of particles depending on season) poses problems for the prediction of extreme air pollution with weather models.
The aim of this project is to develop a new data-driven approach to accurately predict extremes in urban air pollution from observation data, and to quantify the contributions of the various factors driving these extremes. Therefore, methods from extreme value statistics will be implemented in a machine-learning framework to estimate and predict air pollution extremes. As a starting point, we use Paris as a baseline city, where ML methods were successfully implemented to reproduce specified PM1 concentrations. ... mehr


Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Meteorologie und Klimaforschung Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMKASF)
Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF)
Institut für Stochastik (STOCH)
Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG)
KIT-Zentrum Mathematik in den Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften (KIT-Zentrum MathSEE)
Scientific Computing Center (SCC)
Publikationstyp Audio & Video
Publikationsdatum 07.11.2025
Erstellungsdatum 25.10.2025
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000186542
Lizenz Creative Commons Namensnennung – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Serie KCDS Virtual Open House 2025
Folge 5
KIT – Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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