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Charakteristik und Erscheinungsformen
des Stadtklimas . |
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2.5 Wind
Ein besonderes Merkmal der Stadt ist die Veränderung der Windverhältnisse sowohl hinsichtlich der Windrichtung als auch bezüglich der Windgeschwindigkeit. Die größere Oberfläche und Rauhigkeit einer städtischen Bebauung bewirkt durch die erhöhte Reibung eine Verminderung der Windgeschwindigkeit. Sie kann im Jahresmittel bis zu 30 % niedriger sein. Insbesondere nimmt die Häufigkeit von Windstillen um bis zu 20 % zu, was auch zu einer Verminderung des Luftaustausches führt und damit den Schadstofftransport behindert. In der Abbildung 2/8 kommt
zum Ausdruck, dass sich die vertikalen Windprofile über der
Innenstadt, dem Stadtrand und dem Freiland stark unterscheiden.
Neben der Abnahme der Windgeschwindigkeit zum Stadtzentrum hin
erkennt man auch die im Stadtkern höher reichende Störung des
Windfeldes (ROBEL et al, 1978).
Jedoch kann in der Stadt auch die Böigkeit
durch Wirbelbildung an hohen Gebäuden zunehmen, was in
Bodennähe zu Zugerscheinungen und teilweisen
Nutzungseinschränkungen im Nahfeld der Gebäude führt (Abbildung
2/9) (GANDEMER, 1977). Die Darstellung zeigt skizzenhaft die
Umströmung von Gebäuden, an denen es strömungsbedingt zu
Wirbelbildungen kommt. Die Verwirbelung der Luft im Nahfeld der
Gebäude hat insbesondere Auswirkungen auf den Abtransport von
Schadstoffen aus Kaminen und anderen bodennahen
Schadstoffquellen. Die Störung des Windfeldes durch Gebäude
reicht in der Regel bis zu einer Entfernung, die der zehnfachen
Gebäudehöhe entspricht. Von Bedeutung für die Luftbewegung in
Stadtgebieten können auch lokale Windsysteme sein, die sich
insbesondere bei schwachem überregionalem Wind ausbilden. Dabei
unterscheidet man zwischen topographisch bedingten Systemen und
durch Bebauung bedingten Windsystemen. Erstere, zu denen Hangwinde sowie Berg- und
Talwinde gehören, sind stark durch das vorhandene Relief
geprägt. Die Abbildung 2/10 verdeutlicht skizzenhaft die
Zirkulation bei Hang-, Berg- und Talwind (LILJEQUIST, 1974).
Diese Zirkulation ist vor allem bei Städten in Tal- und
Kessellagen von Bedeutung, da sie zum Schadstoffabtransport
sowie zur Frischluftzufuhr beiträgt. Die Ausprägung der vor
allem nachts bodennah stattfindenden Kaltluftflüsse ist
abhängig von der Größe der Kaltluft produzierenden Flächen
sowie von der Hangneigung. Letztere (Flurwinde) sind sehr viel schwerer
nachweisbar und weniger ausgeprägt. Sie haben ihre Bedeutung
bei Städten mit gering ausgeprägtem Relief und sind
stadteinwärts gerichtet (BARLAG, KUTTLER (1991),HUPFER, KUTTLER,
1998, WEBER, KUTTLER (2003)). |
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| Abb. 2/9: Beeinflussung von Strömungen durch Gebäude, (GANDEMER, 1977) | |||
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Abb. 2/10: Zusammenspiel der Hang- und
Talwinde im Laufe des Tages nach DEFANT |
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| Abb. 2/11a: Strömungsmodell für das Gebiet Stuttgart 21 | |||
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Abb. 2/11b: Kaltluftstrom in
Freiburg 30 Minuten nach Einsetzen (RICHTER u. RÖCKLE, 2003) |
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Abb. 2/11c: Kaltluftstrom in
Freiburg 5 Stunden nach Einsetzen (RICHTER u. RÖCKLE, 2003 |
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