FFI-Gebiete

Analyse und Kritik des 'Frankfurter Fluglärm-Index'
- technische Aspekte, Tagindex

Ende Mai dieses Jahres hat das 'Forum Flug­hafen und Region' der Öffentlichkeit einen weiter­entwickelten 'Frank­furter Fluglärm­index', den 'FFI 2.0' vorgestellt. Die Gründe dafür wurden wie folgt benannt: Er "ersetzt den seit 2009 verwen­deten Index", "berück­sichtigt ... neue wissen­schaft­liche Erkennt­nisse aus der NORAH-Studie" und ist "noch genauer auf die Lärm­wirkungen im Umfeld des Flug­hafens Frank­furt zuge­schnitten".
Seine Aufgabe hat sich allerdings nicht geändert: Er dient als Kenn­zahl dafür, "wie sich die Lärm­wirkung in der Region um den Flug­hafen Frank­furt ent­wickelt", und zwar sowohl in der Ver­gangen­heit ('Moni­toring') als auch für die Zukunft, "um zu prognos­tizieren, wie sich mögliche Maß­nahmen des aktiven Schall­schutzes auswirken würden". Mit anderen Worten, er soll ein Uni­versal-Instru­ment "für die Bewer­tung von Lärm­wirkung und Schall­schutz­maßnahmen" sein.

Um beur­teilen zu können, inwie­weit er diese Ansprüche erfüllen kann, muss man sich die Grund­konstruk­tion des Frank­furter Flug­lärm­index ansehen und über­prüfen, was an der Version 2.0 neu ist. Als Grund­lage dafür steht in erster Linie die Dokumen­tation (im Folgenden kurz 'FFR-Doku') und die zuge­hörigen Webseiten zur Verfü­gung, die das FFR bzw. das Umwelthaus bereit­stellen.
Die FFR-Doku erklärt einige Eigen­schaften dieses Index sehr ausführ­lich, lässt aller­dings auch viele wichtige Fragen offen. Als zweite wichtige Quelle wird daher eine wissen­schaft­liche Studie (im Folgenden kurz 'Index-Studie') zur Bewertung der im 'Regio­nalen Dialog­forum' im Rahmen des sog. 'Anti-Lärm-Pakts' zum Flug­hafen­ausbau entwick­elten Index-Vor­schläge heran­gezogen. Dieser sind wichtige Aussagen zur Struktur des FFI zu entnehmen sowie Kritiken, die heute noch gültig sind.
Der FFI besteht auch in der Version 2.0 aus zwei Index­werten, die sich durch das verwen­dete Maß für die Wirkung des Fluglärms unter­scheiden: der Tag­index FTI für den Zeitraum von 6:00 - 22:00 Uhr, der die empfun­dene Beläs­tigung zugrunde legt, und der Nacht­index FNI für die gesetz­liche Nacht von 22:00 - 6:00 Uhr, der Aufwach­reak­tionen betrachtet. Da sowohl grund­legende Defini­tionen als auch bestehende Proble­matiken recht unter­schied­lich sind, konzen­trieren wir uns nach­folgend zunächst auf den Tag­index FTI.

Die FFR-Doku stellt die Berechnung des FTI in vier Schritten dar:

  1. Abgrenzung der Auswertegebiete
  2. Auswertung der Betroffenenzahlen
  3. Auswertung der Lärmwirkung
  4. Ermittlung von Indexwerten
Wir betrachten die Punkte in umge­kehrter Reihen­folge, weil sich so einige der besteh­enden Probleme deut­licher aufzeigen lassen; auch auf die Gefahr hin, dass einige benutzte Begriffe erst später hinrei­chend erklärt werden.

Die Ermittlung von Indexwerten

Dieser Schritt ist einfach. Es handelt sich lediglich um eine Normierung, die die Zahlen­werte verändert, ohne Einfluss auf die inhalt­liche Aussage.

Der FTI verwendet als Grösse, die die Wirkung von Fluglärm beschreiben soll, die Anzahl der 'hoch-belästigten Personen', die im betrach­teten Gebiet wohnen. Diese berech­nete Personen­zahl wird durch eine konstante Zahl geteilt, die Zahl der Personen, die in einem der Basis­gebiete des FFI 2.0, dem sog. Tagindex­gebiet 2, im Jahr 2007 hoch­belästigt waren. Dadurch werden alle Index­werte auf das Jahr 2007 normiert. Welchen Zahlen­wert diese Konstante hat, wird nicht verraten, aber dadurch, dass diese Zahl mit 100 Index­punkten gleich­gesetzt wird, lassen sich alle künftigen Index­werte für dieses Gebiet als prozen­tualer Wert der Ausgangs-Beläs­tigung lesen. Werte grösser Hundert bedeuten dann eine Zunahme, kleiner Hundert eine Abnahme der Beläs­tigung.
Da aber die Index­werte aller Gebiete durch diese Konstante normiert werden, gilt dieser einfache Zusammen­hang nur für das Tagindex­gebiet 2. Für alle anderen Gebiete ist diese direkte Vergleich­barkeit nicht gegeben, und für kleine Gebiete (etwa Kommunen) können die Index-Werte wohl auch recht klein werden.

Die Auswertung der Lärmwirkung

Das ist das Kernstück der Index­berechnung, und hier gibt es auch die bedeutenste Neuerung der Version 2.

Schall ist eine physika­lische Grösse und kann in verschie­denen physika­lischen Einheiten gemessen werden. Lärm setzt bereits voraus, dass dieser Schall gehört und negativ bewertet wird. Die meisten Lärm-Meß­größen berück­sichtigen bereits physio­logische Besonder­heiten dieses Empfangs-Prozesses, etwa die Tatsache, dass Menschen verschie­dene Tonfre­quenzen unter­schied­lich gut hören können (z.B. durch die A-Bewer­tung, die zu dB(A)-Werten führt).
Der FFI sollte von Anfang an noch einen Schritt weiter­gehen und nicht den gehörten Lärm bewerten, sondern die Wirkung, die dieser Lärm auf Menschen hat. Die Begrün­dung liegt darin, dass der gleiche Lärm auf verschie­dene Menschen sehr unter­schied­lich wirken kann, und dieser Zusammen­hang zwischen Lärm und Wirkungs-Maß den lokalen Beding­ungen angepasst werden kann. Da Lärm viele verschie­dene Wirkungen auf Menschen hat, gibt es eine große Auswahl an Wirkungs-Grössen, von physio­logisch messbaren (etwa die Erhöhung des Blut­drucks) bis zu rein subjektiven (etwa die empfundene Beläs­tigung). Die Wahl dieser Grösse soll hier nicht weiter disku­tiert werden. Im Regio­nalen Dialog­forum wurde bei Einfüh­rung des FFI beschlossen, dafür den Prozent­satz derjenigen Personen zu wählen, die sich bei einem bestimmten Lärmwert hoch belästigt fühlen.

Diese Wahl ist natürlich auch politisch vorteil­haft. Überspitzt formuliert: Man kann nicht gut argumen­tieren, dass man irgendwo statis­tisch betrachtet 1,2 zusätz­liche Todes­fälle pro Jahr in Kauf nehmen möchte, um anderswo 7,3 solche Fälle zu vermeiden. Jemanden zu beläs­tigen, um viele andere dafür zu entlasten, klingt dann schon eher zumutbar.
Sie hat aber auch einen möglichen Nachteil. Da die Wirkung nach oben limitiert ist (mehr als 100% Hoch­beläs­tigte geht nicht), wird ab einem gewissen Lärmpegel keine Steige­rung der Wirkung mehr erreicht, obwohl andere Lärm­wirkungen natür­lich weiter zunehmen und insbe­sondere die Gesund­heits­gefahren deutlich grösser werden. Spätes­tens ab dieser Lärmbe­lastung taugt die Beläs­tigung nicht mehr als Wirkungs­maß.

Grafik Belästigungskurven

Abb. 1: Vergleich verschiedener Belästigungskurven

Um den Zusammen­hang zwischen Flug­lärm und Beläs­tigung, die sog. Dosis-Wirkungs-Funktion, festzu­legen, wurden weltweit etliche und im Rhein-Main-Gebiet zwei Studien durch­geführt. Die erste wurde noch im Auftrag des RDF zur Einführung des FFI durch­geführt und ergab eine lineare Beziehung zwischen Lärm und Beläs­tigung, die im FFI auch benutzt wurde. Die bedeutendste Neuerung der Version 2.0 besteht darin, dass diese 'RDF-Funktion' nun durch eine Funktion ersetzt wird, die im Rahmen der NORAH-Studie ermittelt wurde.
Die wesent­lichen Unter­schiede zwischen den beiden Funk­tionen bestehen darin, dass zum einen die NORAH-Funktion für das gleiche Lärm­niveau einen deutlich höheren Beläs­tigungs­grad ermittelt als die RDF-Funktion, zum anderen aber auch darin, dass die mathe­matische Formu­lierung der NORAH-Funktion Schwächen vermeidet, die bei der RDF-Funktion heftig kritisiert wurden.
Um diese Neuerung bewerten zu können, wollen wir zunächst die empi­rischen Grund­lagen und die daraus entwickel­ten Modell­annahmen betrachten.

Abb. 1 zeigt verschie­denste Beläs­tigungs-Funk­tionen. Auf der waag­rechten Achse ist der Lärm in Form des 'äquiva­lenten Dauer­schall­pegels' im Mittel über die Tages­stunden von 6 bis 22 Uhr und die '6 verkehrs­reichsten Monate' darge­stellt, auf der senk­rechten Achse der Prozent­satz der Personen, die sich bei einem gegebenen Pegel hoch­belästigt fühlen. Die darge­stellten Kurven haben alle eine ähnliche Form, denn es handelt sich bei allen um sog. logis­tische Funk­tionen. Die haben die Eigen­schaft, dass sie erstens auf Werte zwischen Null und Eins (bzw. 0 und 100 %) beschränkt sind und zweitens beim Anwachsen der x-Werte zunächst schnell wachsen und dann einen Wende­punkt erreichen, nach dem das Wachstum immer schwächer wird (d.h. die Kurven weniger steil werden).
Ein solches Verhalten ist für eine Wirkungs-Funktion plausibel, aber es ist keines­falls zwangs­läufig, dass die Funktion so aussehen muss. Im Gegen­teil benutzen andere Indices (z.B. auch der Nacht­index) andere Funk­tionen, und auch in den vom DLR durch­geführten Studien zu diesem Thema werden in der Regel Polynome benutzt, die mit ähnlichen Beschrän­kungen konstru­iert werden können. Grund­sätzlich ist es eine Frage der Mathe­matik, welche Funktion gegebene empi­rische Werte am besten wieder­gibt, eine Frage der jewei­ligen Fach­wissen­schaft, wie der funkt­ionale Zusammen­hang grund­sätzlich aussehen sollte, und eine Frage der Praktika­bilität, welche Funktion letzt­endlich für Berech­nungen genutzt wird.

Das oberste Diagramm (Abb. 1a) ist dem Ergebnis­bericht der NORAH-Studie entnommen. Man sieht dort die Ergeb­nisse der verschie­denen Befra­gungen in Form farbiger Symbole und die daraus abge­leiteten gleich­farbigen Funk­tionen. Man erkennt, dass die Ergeb­nisse der verschie­denen NORAH-Befra­gungen unter­einander recht ähnlich sind, sich aber deutlich von den RDF-Ergeb­nissen unter­scheiden. Letztere wurden vom NORAH-Team neu ausge­wertet und sind dort eben­falls durch logis­tische Funk­tionen darge­stellt, die natür­lich eben­falls deutlich anders verlaufen als die NORAH-Funk­tionen.
Das mittlere Diagramm stammt aus der FFR-Doku. Hier wird eine Unter­gruppe der NORAH-Funk­tionen darge­stellt (die im ersten Diagramm durch eine einzige Funktion reprä­sentiert ist). Im Text wird dazu erläutert, dass die Unter­schiede zwischen diesen Funk­tionen minimal sind und sich deshalb durch die Wahl einer dieser Funk­tionen für den FTI 2.0 keine rele­vante Unsicher­heit ergibt.

Die Rolle dieser Unter­schiede soll das dritte Diagramm verdeut­lichen (Abb. 1c). Die logis­tischen Funk­tionen werden alle durch Gleichungen der Form
       p(HA) = exp( x + y Laeq ) / ( 1 + exp( x + y Laeq ) )
beschrieben, wobei exp() für die Expo­nential­funktion e steht und x und y konstante Para­meter sind.
Die verschie­denen Kurven in Abb. 1c kommen dadurch zustande, dass die Para­meter x und y in unter­schied­licher Weise verändert werden.
Die blaue Kurve entspricht der FFI-Funktion. Die beiden rötlichen Kurven entstehen dadurch, dass die Para­meter x und y beide um denselben Faktor vergrös­sert bzw. verklei­nert werden. Man erkennt, dass sich die drei Kurven alle in einem Punkt (dem Wende­punkt) schneiden, aber sich in der Krümmung unter­scheiden. Das gleiche Verhalten zeigen die Kurven in Abb. 1b. Die grünen und gelben Kurven entstehen, wenn man jeweils nur einen der beiden Para­meter um einen bestimmten Betrag vergrös­sert oder verklei­nert.

Um zu zeigen, wie sich solche Kurven als Dosis-Wirkungs-Funktionen unterscheiden, enthält das Diagramm noch ein einfaches Rechenvbeispiel. Unter der Annahme, dass in einem bestimmvten Gebiet in den auf der waagvrechten Achse angevgebenen 5 dB-Intervvallen (42,5-47,5 dB, 47,5 - 52,5 dB usw.) jeweils gleiche Anzahlen von Personen leben, ergeben sich die auf der senkvrechten Achse gezeigten Prozentvwerte für den jeweivligen Anteil an Hochvbelästigten. Man sieht, dass die blaue und die beiden roten Kurven sehr ähnliche Ergebvnisse liefern (67, 65 und 69%), während die anderen Kurven einen etwas breiteren Bereich abdecken. Insgesamt reichen die Ergebvnisse von gut 60 bis knapp 80 Prozent.
Das ist natürvlich nur ein einfaches Beispiel, aber es weist darauf hin, dass die Dosis-Wirkungs-Funktionen schon deutvliche Untervschiede zeigen müssen, um auch untervschiedvliche Ergebvnisse zu liefern.

Grafik Belästigungskurven

Abb. 2: FTI-Belästigungskurve in den definierten Indexgebieten
und Vergleichswerte

Dosis-Wirkungs-Funk­tionen in Form einer Gleichung erwecken leicht die Illusion, sie seien über den gesamten mög­lichen Bereich der unab­hängigen Vari­ablen (d.h. hier der dB-Werte) gleich­mäßig gültig und geeignet. Dies ist in der Regel nicht der Fall, aber die Ein­schrän­kungen werden selten klar deutlich gemacht.
Für Fluglärm-Wirkungs-Funk­tionen werden in der 'Index-Studie' einige Betrach­tungen für niedrige Pegel­werte ange­stellt, eine systema­tische Diskus­sion gibt es aber auch dort nicht. Eine Vernach­lässi­gung dieses Aspekts kann aber durchaus zu Problemen führen.

Wie Abb. 2 verdeut­licht, kommt die Dosis-Wirkungs-Funktion im FFI nur in einem begrenzten Bereich über­haupt zum Einsatz. Darge­stellt ist wieder der Dauer­schall­pegel, aller­dings nur für den Bereich 48 - 64 dB, für den Index­gebiete (dazu unten) definiert sind. Die Abschnitte der Funktion, die in den verschie­denen Gebieten zur Wirkung kommen, sind in verschie­denen Blau­tönen darge­stellt. Die graue Gerade links zeigt die maximale Steigung der FFI-Funktion, die bei ungefähr 50 dB erreicht wird, die grüne Gerade rechts unten zum Vergleich dazu die lineare RDF-Funktion.
Ausserdem sind die in der NORAH-Studie ermit­telten Beläs­tigungs­werte für diesen Bereich aus Abb. 1a als lila Sterne einge­tragen.

Wie man sieht, gibt die FFI-Funktion die NORAH-Werte in diesem Bereich nicht wirklich gut wieder, was natür­lich daran liegt, dass die Kurven­anpas­sung über den gesamten dB-Bereich vorge­nommen wurde, der aber nur zur Hälfte genutzt wird. Man erkennt auch, dass die RDF-Funktion zwar dem Betrag nach deut­lich daneben liegt, aber die Zunahme der Beläs­tigung pro dB-Zunahme (das ist nichts anderes als die Steigung) mindestens genauso gut wieder­gibt.
Eine Dosis-Wirkungs-Funktion, die die NORAH-Werte im für relevant gehal­tenen dB-Bereich korrekt dar­stellt, müsste mathe­matisch betrachtet also anders aussehen als die RDF-Funktion, aber auch anders als die nun gewählte FFI-Funktion.

Ob man aber dem NORAH-Ergebnis, wonach die Beläs­tigung bei hohen dB-Werten bei weiterer Lärm­steige­rung nur noch wenig zunimmt (und eine relevante Anzahl Personen sich nicht belästigt fühlt, egal wie laut der Krach ist), wirklich glauben will, ist eine ganz andere Frage. Um die zu beant­worten, wäre es notwendig, weitere Ergeb­nisse der Lärm­wirkungs­forschung heran­zuziehen. Dafür wäre der Aufwand bei der Reno­vierung des FFI aber wohl zu groß geworden.
Wenn dieses NORAH-Ergebnis aber tatsäch­lich richtig wäre, würde es auch die Sinn­haftig­keit der Wahl der Belästi­gung als alleinig zu berück­sichti­gender Flug­lärm­wirkung für den Index in Frage stellen. Es würde nämlich bedeuten, dass man ab einem Dauer­schall­pegel von 60 dB(A), also im Hoch­betrof­fenen-Gebiet, beliebig viel Lärm dazu­packen kann, ohne den Index wesent­lich zu steigern, also ohne das Maß für die Wirkung zu erhöhen. Das aber wäre etwa gleich­bedeu­tend mit der Aussage, dass den Hoch­betrof­fenen sowieso nicht mehr zu helfen ist und es schon egal ist, was mit denen passiert (nur zur Erinne­rung: ganz Raunheim liegt in diesem Gebiet).

Die Auswertung der Betroffenenzahlen

Diesen Schritt können wir wieder sehr kurz abhandeln. Die FFR-Doku disku­tiert verschie­dene mögliche Daten­quellen für die Einwohner­zahlen in den jeweils betrach­teten Gebieten bezüg­lich Aktua­lität, Genauig­keit und Beschaffungs­aufwand, und daran ist nicht viel auszu­setzen.

Interes­sant ist aller­dings eine Fest­legung für den 'Moni­toring-Index', also die Anwendung des FFI, die die Entwick­lung der Lärm­beläs­tigung in der Vergangen­heit dar­stellen soll. Dazu heisst es in der FFR-Doku: "Der Moni­toring­index hat zum Ziel, die Effekte flug­betrieb­licher Verände­rungen (Bewegungs­zahl, Flotten­mix, genutzte Routen etc.) über die Zeit hinweg aufzu­zeigen. Um diese Aussagen nicht mit Verände­rungen in den Bevöl­kerungs­daten zu vermischen, sollen diese daher konstant gehalten werden." Das heisst konkret, dass für alle Darstel­lungen der Beläs­tigung durch Fluglärm bis zurück ins Jahr 2007 so getan wird, als wäre die Bevölke­rungs-Zahl und -Vertei­lung immer die von 2018 gewesen.
Das klingt zunächst seltsam, ist aber eine berech­tigte Frage­stellung. Der Einfluss sich verän­dernder Bevöl­kerungs­zahlen kann in der Tat erheb­lich sein, wie das Beispiel Zürich zeigt, wo die dort fest­gelegte Lärm­ober­grenze immer wieder auch dadurch gerissen wurde, dass die Bevölke­rung und damit auch die Zahl der Betrof­fenen gewachsen ist. Will man nur wissen, wie die Verän­derungen des Flug­betriebs sich ausge­wirkt haben, muss man mit einer konstanten Bevöl­kerungs-Zahl und -Vertei­lung rechnen.
Dann darf man aller­dings nicht mehr behaupten, dass die Verän­derung der Index­werte ein Maß dafür sei, "wie sich die Lärm­wirkung in der Region um den Flug­hafen Frank­furt ent­wickelt", denn wenn das Maß für diese Wirkung die Zahl der Hoch­beläs­tigten sein soll, dann muss man auch die jeweils hoch Beläs­tigten zählen und nicht fiktive Bevöl­kerungs­zahlen zugrunde legen. Oder, wie es die Autoren der 'Index-Studie' formu­lieren: "Zur Berech­nung der jähr­lichen Indices müssen die aktu­ellen Einwohner­zahlen benutzt werden. Die jährliche Erhe­bung der Einwohner­zahlen dient dazu, den Einfluss der räum­lichen Verän­derung der Wohn­bevöl­kerung auf die Indices zu quanti­fizieren".

Dieser Empfehlung wollen die Herren der Indices nun nicht mehr folgen. Kurios ist aller­dings, dass es sie offen­sicht­lich nicht stört, dass die Bevöl­kerungs­zahlen die Index­werte in einer ganz anderen Weise noch sehr viel stärker beein­flussen. Dazu aber mehr im nächsten Abschnitt.

Grafik FFI Wirkungsfunktion IG2

Abb. 3: Die tatsächliche FFI-Dosis-Wirkungs-Funktion für das Indexgebiet 2

Die Abgrenzung der Auswertegebiete

Dies ist der zweite Bereich, für den für den FFI 2.0 wesent­liche Verän­derungen einge­führt wurden. Sie betreffen neben der Abgren­zung der Gebiete, in denen die Berech­nungen durch­geführt werden (die 'Index­gebiete'), auch die Art und Weise, wie der jeweils vorhan­dene Lärm berechnet wird.

Bei der Begrün­dung, warum über­haupt spezielle Auswerte­gebiete fest­gelegt werden sollten, bleiben sowohl die FFR-Doku als auch sonstige Texte bemer­kenswert ober­fläch­lich. So heisst es dort u.a., dies geschehe, um "von Anfang an die unter­schied­lichen Lärm­betroffen­heiten in der Region zu berück­sichtigen". Das ist wenig plausibel.
Geht man davon aus, dass man eine Dosis-Wirkungs-Beziehung hat, die über den gesamten Pegel­bereich gültig ist, braucht es keine weitere Berück­sichtigung 'unter­schied­licher Lärm­betroffen­heiten'. Vielmehr ergibt sich damit auto­matisch, dass die Regionen, in denen nur niedrige Flug­lärm-Pegel vorkommen, auch nur eine geringe Anzahl von Hoch­belästigten stellen und damit nur wenig zur Gesamt­wirkung beitragen. Einen Grenz­wert einzu­führen, unter­halb dessen die Wirkung als vernach­lässigbar betrachtet wird, bedeutet, die Dosis-Wirkungs-Beziehung so zu verändern, wie es in Abb. 3 gezeigt ist.

Unterhalb des Grenz­werts (hier 50 dB) wird die Wirkung gleich Null gesetzt, d.h. die in den Gebieten ausser­halb des Index­gebiets wohnenden Hoch­belästig­ten werden nicht berück­sichtigt. Entschei­dend ist dann die Frage, inwieweit die dann noch mögliche Aussage durch diese Vernach­lässigung einge­schränkt wird.
Die FFR-Doku führt dazu aus: "Bei Schaffung des FFI wurden Werte von etwa 25 % durch Fluglärm Hoch­belästigte als Relevanz­schwelle ange­nommen". Weiter wird fest­gestellt, dass "Werte von etwa 25 % Hoch­belästigten am Standort Frank­furt nun bereits bei Dauer­schall­pegeln um 43 dB(A) erreicht" werden, d.h. mindestens bis zu diesem Pegel müsste das Index­gebiet reichen. Durch die Setzung der Grenze für das in der Regel betrach­tete Index­gebiet 2 bei 50 dB(A) fallen aber nun Gebiete mit ca. 50% Hoch­belästigten bereits aus der Betrach­tung heraus.
Als Grund dafür wird ange­geben, dass das aus den gesetz­lichen Fest­legungen für die Bestimmung von Lärm­schutz­bereichen über­nommene Berechnungs­verfahren, die sog. AzB08, nur "für Gebiete inner­halb von 25 Kilo­metern um den Flughafen" halbwegs genaue Ergebnisse liefert, während die Lärm­belastungen deutlich darüber hinaus­gehen. Nun wäre es natür­lich möglich, andere Verfahren als die AzB08 zur Berechnung der Lärm­belastung zu verwenden. Der Aufwand dafür wurde aber wohl als zu hoch einge­schätzt.

Schon die Autoren der 'Index-Studie' haben diese Proble­matik gesehen und eindeu­tige Empfeh­lungen formu­liert:
"Heutige Berech­nungs­ver­fahren können aktive Schall­schutz­maßnahmen nur grob und pauschal model­lieren. Grund­sätz­lich sind größere Eingriffe in die beste­henden Berech­nungs­ver­fahren und eine erheb­liche Verbes­serung der Daten­lage nötig, damit das ange­strebte Control­ling aktiver Schall­schutz­maßnahmen ziel­führend wird"
und
"Die Gebiets­abgrenzung sollte für den FTI wie beim FNI wirkungs­seitig fest­gelegt werden. Als Abbruch­kriterium wird ein HA-Anteil vorge­schlagen, der zwischen der Ansprech­schwelle (0% HA) und der abwägungs­relevanten Schwelle von 25% HA liegt. Ein pragma­tischer Ansatz wäre die Fest­legung des Abbruch­kriteriums bei einem HA-Anteil von 12,5%, was einem 16-Stunden-Mittelungs­pegel von 46 dB entspricht. Prakti­kabel wäre auch ein HA-Anteil von 20%. Dieser Wert sollte jedoch zur Fest­legung eines Abbruch­kriteriums nicht über­schritten werden".
Ein HA-Anteil von 50%, wie er nun gewählt wurde, wäre demnach deutlich ausser­halb des akzep­tablen Bereichs. Warum diese Ein­schätzung nun nicht mehr gelten soll, wird nicht erklärt.

Grafik FFI 2007-2017

Abb. 4: Zeitliche Entwicklung des 'Frankfurter Tagindex' (1.0),
der Zahl der Flugbewegungen (im Jahr und in den '6 verkehrsreichsten Monaten') und der Personen im Indexgebiet insgesamt (oben)
und der Indexpunkte für die Kommunen Raunheim und Flörsheim
für den Zeitraum 2007 bis 2016 (unten).

Die Nicht-Berück­sichti­gung einer hohen Zahl von Betrof­fenen ist aber nur eins der Probleme, die die Fest­legung von anhand von Pegel­werten defi­nierten Index­gebieten mit sich bringt. Abb. 4 verdeut­licht noch zwei weitere.

Gezeigt ist im oberen Diagramm die zeit­liche Entwick­lung des 'alten' FFI und einiger Eingangs­para­meter von 2007 bis 2016. Nur für diesen Zeitraum sind Daten in den Index­berichten auf der Webseite des UNH veröffent­licht. Die Daten sind auf den Wert des Aus­gangs­jahres 2007 normiert, um die zeit­lichen Verände­rungen zu verdeut­lichen. Man kann die Zahlen als Prozent­werte des Ausgangs­wertes 2007 lesen, Zahlen grösser 100 bedeuten eine Zunahme, kleiner 100 eine Abnahme gegenüber diesem Jahr.

Aus der oberen Abbil­dung wird unmit­telbar deutlich, dass der Index­wert (Tagindex FTI, blaue Kurve) in der Tat sehr deutlich von den Schwan­kungen in der Bevöl­kerungs­zahl (hell­blaue Kurve) abhängt, denn er folgt deren zeitlicher Entwick­lung sehr eindeutig. Aller­dings sind diese Schwan­kungen in der Personen­zahl nicht durch Wande­rungen im Rhein-Main-Gebiet bedingt (die gab es in dieser Form nicht), sondern dadurch, dass zur Vorbe­reitung auf das neue Betriebs­regime auf dem 4-Bahn-System ab Oktober 2011 bereits Verände­rungen durch­geführt wurden, die zu Verschie­bungen der Pegel­bereiche und damit der Index­gebiete und der berück­sich­tigten Personen­gruppen führt. Rechnet man den Einfluss der schwankenden Personen­zahl (annähernd) heraus (blau-grüne Kurve), folgt der Index­wert im Wesent­lichen der Zahl der berück­sichtigten Flugbe­wegungen (orange­farbene Kurve).

Im unteren Diagramm ist die zeitliche Entwick­lung der Index­werte für die beiden Gemeinden Raunheim und Flörsheim gezeigt. Für Raunheim ist die Entwick­lung gekenn­zeichnet von einem Absinken des durch­schnitt­lichen Wertes für den Zeitraum 2007 bis 2010 von 7,3 auf 6,7 für den Zeitraum 2012 bis 2015. Das ist plausibel, denn 2011 wurde die Nordwest­bahn eröffnet, wodurch ein Teil der Lande­anflüge über Raunheim wegver­lagert wurde.
Für Flörsheim ist der Index­wert für die gleichen Zeiträume trotz dieser Verlage­rung aller­dings eben­falls gesunken, sogar noch stärker von 8,1 auf 6,6. Das kommt daher, dass Flörsheim aus drei Orts­teilen besteht, von denen einer zwar durch die Nordwest­bahn stärker belastet wurde, die beiden anderen aber durch die Redu­zierung der Abflüge auf der Nordwest­route sukzessive aus dem Index­gebiet heraus­gefallen sind. In der Summe ergibt das für Flörsheim eine Entlastung. Ob die Menschen in Weilbach und Wicker sich aber wirklich nicht mehr durch Fluglärm belästigt fühlen, wäre noch zu klären.

Sowohl die Entwick­lung des Gesamt­index als auch die Entwick­lung des Wertes für Flörsheim zeigen, dass der zeitliche Verlauf der Werte sehr leicht von besonderen Effekten geprägt werden kann, die nur aufgrund der willkür­lichen Abgren­zung des betrach­teten Gebiets zustande kommen. Das ist aber genau das, was man für einen robusten Index, der zuver­lässig den tatsäch­lichen Trend wieder­geben soll, nicht brauchen kann.
Durch die Einfüh­rung des FFI 2.0, der durch diese Grenz­ziehung sogar noch höhere Anteile von Hoch­belästigten aus­schliesst, werden diese Effekte nur noch verstärkt.

Die Berechnungsverfahren

Die Bestimmung der flug­betrieb­lichen Daten und die darauf auf­bauende Berech­nung der resul­tierenden Lärm­emissionen werden in der FFR-Doku zu den Grund­lagen gezählt, die dem Tag- und Nacht-Index gemeinsam sind. Auch hier hat es Verän­derungen gegeben, die von zweifel­haftem Wert sind.

So werden zum einen die Lärmwerte der verschie­denen Flugzeug­typen, die in der AzB08 zugrunde gelegt werden, durch selbst ermittelte "Zu- oder Abschläge" verändert. Schon die Beschreibung ist schön­färbe­risch, denn in der beige­fügten Tabelle gibt es nur einen einzigen minimalen Zuschlag (für den Typ Boeing 747-800), während alle anderen Verände­rungen zum Teil sehr deutliche Abschläge ent­halten. Einige davon mögen berechtigt sein, aber da gibt es z.B. auch einen Abschlag von 1,5 dB für die Airbusse der A320-Serie für den gesamten Lande­anflug, wenn sie mit den sog. Wirbel­genera­toren ausge­rüstet sind. Die Wirkung dieser Genera­toren ist aber unstrittig auf einen Bereich in grösserem Abstand vom Flughafen beschränkt. Im Nahbereich, insbe­sondere im Bereich der Hoch­betroffenen, haben sie keine Wirkung, aber der Abschlag wird trotzdem ange­rechnet.

Zum anderen wird in der FFR-Doku zwar zuge­standen, dass "die geflogene Betriebs­richtung einer der zentralen Einfluss­faktoren für die lokale Verteilung der Lärmbe­lastung" ist, aber dennoch soll "im FFI 2.0 ... kein sogenannter „3-Sigma-Zuschlag“" mehr erfolgen.
Für die Moni­toring-Anwen­dung ist das irrelevant, denn da wurde und wird ohnehin immer mit der tatsäch­lich geflo­genen Vertei­lung gerechnet. Für die Prog­nosen des Maßnahme-Index wurde aber bisher die Unsicher­heit in der künf­tigen Vertei­lung der Betriebs­richtung dadurch berück­sichtigt, dass jede Richtung um die statis­tische Größe '3-Sigma' (grob gesagt, ein Maß für die Unsicher­heit des Mittel­wertes der BR-Anteile) höher gewichtet wurde, so wie es der gesetz­lichen Regelung für die Berech­nung der Lärmschutz­zonen entspricht.
Tatsächlich ist diese '3-Sigma-Regelung' in der AzB08 auch nur ein unzu­reichender Ersatz für die früher geltende '100/100-Regelung', wonach die Zonen so berechnet wurden, als würde jede Betriebs­richtung zu 100% geflogen. Hinter­grund dafür war die (realis­tische) Annahme, dass eine lange Phase hoher Belastung durch eine Betriebs­richtung nicht durch Phasen geringerer Belastung bei der anderen Betriebs­richtung kompen­siert werden kann.
Für die Belästigung durch eine lärm­verschie­bende Maßnahme könnte man mit guten Gründen genauso argumen­tieren. Auch hier wird die empfun­dene Beläs­tigung nicht durch einen abstrakten Mittel­wert, sondern viel mehr durch die Phasen höchster Belastung bestimmt. Die 100/100-Regelung hier nicht anzuwenden und auch noch den kruden Ersatz '3-Sigma' wegfallen zu lassen, ist nicht zu recht­fertigen.
Die Begründung dafür ist auch noch völlig absurd. Wörtlich heisst es: "Aufgrund der Zuschläge ist oftmals nicht mehr eindeutig zu unter­scheiden, ob Verände­rungen der Index­werte durch den Sigma-Zuschlag selbst oder durch andere Faktoren verur­sacht wurden". Ein Mathe­matiker, der bei Anwendung eines über­schau­baren Berechnungs­verfahrens nicht mehr in der Lage ist, den Einfluss eines bestimmten Parameters abzu­schätzen, sollte ernst­haft darüber nach­denken, den Beruf zu wechseln.

Eine andere Veränderung, die schon lange über­fällig ist, wurde dagegen auch jetzt nicht vorge­nommen. Wie bereits im Abschnitt über die Auswerte­gebiete zitiert, wurde in der Index-Studie schon vor 10 Jahren gefordert, die Verfahren zur Berech­nung des Lärms deutlich zu verbessern. Bereits damals wurde darauf hinge­wiesen, dass bei den damaligen (und bis heute ange­wendeten) Verfahren die Unsicher­heiten der Berech­nung oft grösser sind als die Unter­schiede, die sich durch verschie­dene Varianten einer zu bewer­tenden Maßnahme ergeben. Mit anderen Worten: ob und wie sich zwei Maßnahme-Varianten, die gering­fügig unter­schied­liche Index­werte ergeben, tatsäch­lich unter­scheiden, kann häufig nicht mit Siche­rheit gesagt werden.
Und was für den Maßnahme-Index gilt, gilt natür­lich auch für den Moni­toring-Index. Hier gibt es noch ein weiteres grund­sätz­liches Problem. Wie die FFR-Doku noch einmal ausdrück­lich betont, ist die Basis für die Berechnung der Lärmwerte nicht der reale Flug­betrieb, sondern ein sog. Daten­erfassungs­system DES, dass jeden durch­geführten Flug auf der Basis einiger festge­legter Standard-Para­meter beschreibt. Verein­facht gesagt: das DES beschreibt, wie der Flug hätte ablaufen sollen. Ob er wirklich so abge­laufen ist und die erwar­teten Lärm­wirkungen hatte, bleibt offen. Welche Daten im dann sog. 'Real-DES' aktua­lisiert werden, ist nicht dokumen­tiert.
Eine Umstellung der Grund­lagen der Lärmbe­rechnung auf die Basis realer Flug­daten, die die Lärm­quellen zeitlich und räumlich exakter beschreiben, sowie eine deutlich bessere Erfassung der Lärm­emis­sionen in grösserem Abstand vom Flug­hafen (wofür die AzB08 nicht ausgelegt ist), wären die dring­lichsten Reformen, um dem Index mehr Aussage­kraft zu geben. Sie sind aber offen­kundig nicht geplant.

Fazit

Der FFI 2.0 ist gegenüber dem FFI nicht wirklich neu. Es gibt einige Veränderungen, und manche gehen auch in die richtige Richtung, z.B. die neue Dosis-Wirkungs-Funktion auf Basis der NORAH-Daten. Die Neuerungen wurden jedoch nicht konsequent bis zum Ende durchgeführt, und dabei neu aufgetretene Probleme, z.B. bei der Gebietsabgrenzung, nicht gelöst. Andere, viel wichtigere Verbesserungen, die schon vor mehr als 10 Jahren angemahnt wurden, werden weiter schlicht ignoriert.
Dringend nötig wäre auch eine solidere Beschreibung dessen, was der Index aussagen kann und was nicht. Derzeit ist er mit Erwartungen überfrachtet, die er nicht erfüllen kann, und er wird zur Begründung von Aussagen und Entscheidungen herangezogen, für die er keine Basis liefert.
Solange sich das nicht ändert, kann der Index keine positive Rolle in der Diskussion der Fluglärmbelastung im Rhein-Main-Gebiet spielen.

Diskussionspapier, Stand: 09.09.2019


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