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Air quality models are important tools which are utilized for a large field of application. When combined with data from observations, models can be employed to create a comprehensive estimation of the past and current distribution of pollutants in the atmosphere. Moreover, projections of future concentration changes due to changing emissions serve as an important decision basis for policymakers. For the determination of atmospheric concentrations of air pollutants by means of numerical modelling it is essential to possess a model which is able to create anthropogenic and biogenic emissions with a temporally and spatially high resolution. The emission data is needed as input for a chemistry transport model which calculates transport, deposition, and degradation of air pollutants. To evaluate the impact of changing emissions on the environment a flexible emission model with the capability to create diverse emission scenarios is needed. Further, it is important to always take into account a variety of different species to properly represent the major chemical reactions in the atmosphere (e.g. ozone chemistry, aerosol formation). Currently there are only a few high resolution emission datasets available for Europe. The amount of substances included in these datasets, however, is limited. Moreover, they can not be used as basis for the creation of new emission scenarios. To enable the creation of emission scenarios in the course of this doctoral thesis the American emission model SMOKE was adopted and modified. On the basis of a multitude of different georeferenced datasets, official statistics, and further model results the newly created emission model “SMOKE for Europe” is capable of creating hourly emission data for the European continent with a spatial resolution of up to 5x5km2. In order to demonstrate the universal applicability of the emission model the carcinogenic species benzo[a]pyrene (BaP) was exemplarily implemented into the model. BaP belongs to the group of polycyclic aromatic hydrocarbons. Because of its high toxicity the European Union introduced an annual target value of 1 ng/m3 in January 2010. SMOKE for Europe was used to create a variety of emission scenarios for the years 1980, 2000, and 2020. These emission scenarios were then used to determine the impact of emission changes on atmospheric concentrations of BaP and to identify regions which exceed the European target value. Additionally the impact of different legislation and fuel use scenarios on the projected atmospheric concentrations in 2020 was investigated. Furthermore, additional use cases for a flexible emission model are pointed out. The SMOKE for Europe model was used to simulate the transport of volcanic ash after the eruption of the Icelandic volcano Eyjafjallajokull in March 2010. By comparison of modelled concentrations for different emission scenarios with observations from remote sensing and air plane flights distribution and concentration of the volcanic ash over Europe was estimated. The results of this thesis have been presented in four scientific papers published in international peerreviewed journals. The papers are reprinted at the end of this thesis.
Angesichts der seit den 1980er Jahren andauernden, sehr umfassenden Modernisierung der öffentlichen Verwaltung richtet sich die Untersuchung auf die Effektivität und Wirksamkeit von Reformen i. S. ihrer politischen Ziele. Da hierbei vor allem fiskalische Motive maßgeblich waren, steht das Bestreben im Mittelpunkt, die Staatsausgaben und den Personaleinsatz durch eine schlankere Behördenorganisation zu reduzieren. Inwieweit dies auf dem Wege struktureller Reorganisationsmaßnahmen erreicht wurde, untersucht die Arbeit für die deutschen Bundesländer auf der Basis einer vergleichenden quantitativen Analyse. Hierfür wurden eigens Daten zur Behörden- und Personalstruktur der letzten 20 Jahre erhoben, anhand derer sich die Verwaltungs- und Personalentwicklung gesamthaft wie auch differenziert nach Ländern, Aufgaben, Ressorts und Behördentypen abbilden und vergleichen lässt. Dabei zeigt die deskriptive Auswertung den Umfang der stattgefundenen Veränderungen auf und lässt Rückschlüsse auf Verlauf und Strategien der Reformpolitiken zu. Die quantitative Wirkungsanalyse wiederum dokumentiert einen nachweisbaren Zusammenhang zwischen strukturellen Organisations- und den damit intendierten Personalveränderungen, bestätigt mithin die Effektivität der Maßnahmen. Dabei wird auch ersichtlich, dass nicht nur die Intensität, sondern auch die Art der Veränderungen, also das organisatorische Konzept der Reformen den Grad und den Umfang des beabsichtigten Stellenabbaus beeinflussen. Hieraus lässt sich im Ergebnis auch ableiten, dass die deutschen Flächenländer im Vergleich noch ein erhebliches Konzentrationspotenzial aufweisen, um über eine Vereinfachung ihrer Behördenorganisation Effizienzpotenziale zu erschließen.