Stadt, Land…Klima! - Untersuchung und Bewertung des Einflusses von Stadtklimaeffekten auf das Humanbioklima

am Beispiel des Campus der Technischen Universität Berlin.


Projektbericht des Orientierungsprojektes in den Studiengängen Ökologie und Umweltplanung und Landschaftsarchitektur (2. Semester SoSe 2014)

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-Abb. 1 Abhängigkeit der PET vom versiegelten Flächenanteil+Abb. 1 Abhängigkeit der PET vom versiegelten Flächenanteil ​(Bild muss noch nachgereicht werden)
   
 Hierbei zeigt die Simulation des Ist-Zustandes,​ dass die thermische Beanspruchung - dargestellt anhand der PET - mit der Abnahme der versiegelten Fläche und einer höheren Windgeschwindigkeit abnimmt. Anhand dieses Beziehungsgefüges können wichtige Schlussfolgerungen hinsichtlich einer Verbesserung der humanbioklimatischen Situation getroffen werden. Die folgende Abbildung zeigt anhand der Modellsimulationen der Plan-Zustände,​ dass die Erhöhung verdunstungsaktiver Flächenanteile in der hochversiegelten Innenstadt zu einer Reduktion der thermischen Belastung führen (Vgl. KUTTLER, W. et al. 2012). Hierbei zeigt die Simulation des Ist-Zustandes,​ dass die thermische Beanspruchung - dargestellt anhand der PET - mit der Abnahme der versiegelten Fläche und einer höheren Windgeschwindigkeit abnimmt. Anhand dieses Beziehungsgefüges können wichtige Schlussfolgerungen hinsichtlich einer Verbesserung der humanbioklimatischen Situation getroffen werden. Die folgende Abbildung zeigt anhand der Modellsimulationen der Plan-Zustände,​ dass die Erhöhung verdunstungsaktiver Flächenanteile in der hochversiegelten Innenstadt zu einer Reduktion der thermischen Belastung führen (Vgl. KUTTLER, W. et al. 2012).
  
  
-Abb. 2 Wirkungen einzelner Plan-Szenarien in Oberhausen auf die PET+Abb. 2 Wirkungen einzelner Plan-Szenarien in Oberhausen auf die PET (Bild muss noch nachgereicht werden)
  
 Hierbei ist erkennbar, dass unterschiedliche Vegetationsarten differenzierte Kühlungswirkungen aufweisen. Wald-, Gras- und Parkflächen veranlassen nachts eine gleichmäßige Reduktion der PET. Tagsüber wird die thermische Belastung am stärksten durch größere Waldflächen reduziert. Diese weisen im Gegensatz zu weiteren Vegetationsformen die höchste Verdunstungsaktivität auf. Einerseits ist die Transpirationsoberfläche der Pflanzenstrukturen im Wald wesentlich größer und andererseits kann das Niederschlagswasser im Boden versickern, wodurch mehr Flüssigkeit verdunsten kann. Demnach können im Wald deutlichere Kühlungseffekte erreicht werden. Die Reduktion der PET resultiert ebenso aus der Reichweite der Kühlungswirkung von Waldgebieten bis zu 100 Metern. Allerdings können Verdunstungsvorgänge der Vegetation ausschließlich durch eine ausreichende Wasserversorgung stattfinden (Vgl. KUTTLER, W. et al. 2012). Eine Abkühlung der Temperaturen wird ebenso erreicht, indem die direkte Sonnenstrahlung durch die Größe der Baumkronen und Dichte der Baumbestände abgeschirmt wird (Vgl. BÖER, W.1954). Hierbei ist erkennbar, dass unterschiedliche Vegetationsarten differenzierte Kühlungswirkungen aufweisen. Wald-, Gras- und Parkflächen veranlassen nachts eine gleichmäßige Reduktion der PET. Tagsüber wird die thermische Belastung am stärksten durch größere Waldflächen reduziert. Diese weisen im Gegensatz zu weiteren Vegetationsformen die höchste Verdunstungsaktivität auf. Einerseits ist die Transpirationsoberfläche der Pflanzenstrukturen im Wald wesentlich größer und andererseits kann das Niederschlagswasser im Boden versickern, wodurch mehr Flüssigkeit verdunsten kann. Demnach können im Wald deutlichere Kühlungseffekte erreicht werden. Die Reduktion der PET resultiert ebenso aus der Reichweite der Kühlungswirkung von Waldgebieten bis zu 100 Metern. Allerdings können Verdunstungsvorgänge der Vegetation ausschließlich durch eine ausreichende Wasserversorgung stattfinden (Vgl. KUTTLER, W. et al. 2012). Eine Abkühlung der Temperaturen wird ebenso erreicht, indem die direkte Sonnenstrahlung durch die Größe der Baumkronen und Dichte der Baumbestände abgeschirmt wird (Vgl. BÖER, W.1954).
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 Trotz der aufgeführten Schwächen dienen Modellsimulationen dazu, die meteorologischen Veränderungen im Zuge des Klimawandels auf globaler und regionaler Ebene sowie dessen humanbioklimatische Folgen zuverlässig zu prognostizieren. In diesem Rahmen kann die Formulierung von Klimaschutz- und Anpassungszielen formuliert werden (Vgl. ENDLICHER, W. 2012). Dies ist besonders wichtig, da sich die Gesellschaftsstruktur aufgrund des Bevölkerungswachstums und demographischen Wandels verändern wird. Die damit einhergehende Erhöhung des thermischen Belastungsrisikos in der Stadt stellt ein entscheidendes klimatologisches Grundproblem dar. Entsprechende Handlungsschwerpunkte sollten in der Politik und Umweltplanung thematisiert werden. Demnach liefern die in den regionalen Modellsimulationen prognostizierten Minderungsstrategien entscheidende Lösungsvorschläge zur Reduktion thermischer Gesundheitsrisiken in städtischen Gebieten. Die praktische Umsetzung von klimatischen Anpassungsmaßnahmen erfolgt in der räumlichen Gesamtplanung auf der Ebene der Bauleitplanung,​ wodurch bedeutende Anwendungsbereiche des Studienganges Ökologie und Umweltplanung aufgeführt werden. Trotz der aufgeführten Schwächen dienen Modellsimulationen dazu, die meteorologischen Veränderungen im Zuge des Klimawandels auf globaler und regionaler Ebene sowie dessen humanbioklimatische Folgen zuverlässig zu prognostizieren. In diesem Rahmen kann die Formulierung von Klimaschutz- und Anpassungszielen formuliert werden (Vgl. ENDLICHER, W. 2012). Dies ist besonders wichtig, da sich die Gesellschaftsstruktur aufgrund des Bevölkerungswachstums und demographischen Wandels verändern wird. Die damit einhergehende Erhöhung des thermischen Belastungsrisikos in der Stadt stellt ein entscheidendes klimatologisches Grundproblem dar. Entsprechende Handlungsschwerpunkte sollten in der Politik und Umweltplanung thematisiert werden. Demnach liefern die in den regionalen Modellsimulationen prognostizierten Minderungsstrategien entscheidende Lösungsvorschläge zur Reduktion thermischer Gesundheitsrisiken in städtischen Gebieten. Die praktische Umsetzung von klimatischen Anpassungsmaßnahmen erfolgt in der räumlichen Gesamtplanung auf der Ebene der Bauleitplanung,​ wodurch bedeutende Anwendungsbereiche des Studienganges Ökologie und Umweltplanung aufgeführt werden.
 Ergänzend sollten in die bisherigen Simulationen Teilmodelle,​ die komplexere atmosphärische Prozesse wie den Kohlenstoffkreislauf darstellen, integriert werden (KAPPAS, M. 2009). Dadurch könnten die Prognosen hinsichtlich des Klimawandels genauer und abgeleitete städteklimatische Zielsetzungen detaillierter erfolgen. Ergänzend sollten in die bisherigen Simulationen Teilmodelle,​ die komplexere atmosphärische Prozesse wie den Kohlenstoffkreislauf darstellen, integriert werden (KAPPAS, M. 2009). Dadurch könnten die Prognosen hinsichtlich des Klimawandels genauer und abgeleitete städteklimatische Zielsetzungen detaillierter erfolgen.
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 +==== Quellenverzeichnis ====
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 +BÖER, W. (1954): Klimaforschung im Dienste des Städtebaues. Deutsche Bauakademie:​ Berlin.
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 +DEUTSCHER WETTERDIENST (2014): Klima und Umwelt – Parametrisierungen und Skalentrennung. Online im Internet unted.de/​bvbw/​appmanager/​bvbw/​dwdwwwDesktop?​.
 +. [Zuletzt abgerufen am: 25.05.2014].
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 +ENDLICHER, W. (2012): Einführung in die Stadtökologie - Grundzüge des urbanen Mensch-Umwelt-Systems. Euger Ulmer UTB: Stuttgart.
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 +ERELL, E. et al. (2011): Urban microclimate – designing the spaces between buildings.
 +KAPPAS, M. (2009): Klimatologie – Klimaforschung im 21. Jahrhundert – Herausforderung für Natur- und Sozialwissenschaften. Spektrum Akademischer Verlag: Heidelberg.
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 +KASANG, D. (2014): Regionale Klimamodelle. Online im Internet unter: http://​wiki.bildungsserver.de/​klimawandel/​index.php/​Regionale_Klimamodelle [Zuletzt abgerufen am: 24.05.2014].
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 +KUTTLER, W. et al. (2012): Prognose- und Diagnoseverfahren zur Verbesserung des Stadtklimas –
 +Stadtklimatische Untersuchungen in Oberhausen und Simulation verschiedener Minderungsstrategien zur Reduktion der thermischen Belastung im Hinblick auf den Klimawandel. Dynaklim-Publikation,​ No.25
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 +UMWELTBUNDESAMT 2013: Klima und Treibhauseffekt. Online im Internet unter: http://​www.umweltbundesamt.de/​themen/​klima-energie/​klimawandel/​haeuf [Zuletzt abgerufen am: 19.06.2014].
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 +VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE (VDI) 3787 Blatt 2 (1998): Umweltmeteorologie – Methoden zur human-biometeorologischen Bewertung von Klima- und Lufthygiene für die Stadt- und Regionalplanung - Teil 1.
  
  

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