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Vorwort
Inhalt
1.Das Klima als öffentlicher Belang in der Bau­­leit­­planung
2.Charakteristik und Erscheinungsformen des Stadtklimas
3.Energiebewusste Bauleitplanung
4.Methoden der Informations­­­gewinnung für die Planung (Messungen, Windkanal, Numerische Modellierung)
4.1Messungen
4.1.1Stationäre Messungen
4.1.2Messungen mit mobilen Messeinrichtungen
4.1.3Tracerexperimente
4.1.4Vertikalsondierungen
4.2Windkanal
4.2.1Allgemeines
4.2.2Funktionsweise und Unter­suchungs­methoden
4.2.2.1Sichtbarmachung von Strömungen oder Schadstoffausbreitung
durch Rauch
4.2.2.2Wind­geschwindig­keits­­messungen
4.2.2.3Messung der Konzentrationsverteilung bei Ausbreitungs­ver­suchen
4.2.3Standorte von Windkanälen
4.3Numerische Modellierung von Strömungs- und Transportvorgängen
4.3.1Das Windfeldmodell DIWIMO
4.3.2Die Kaltluft­abfluss­modelle KALM und KLAM 21
4.3.3Das Modell STREET zur Abschätzung verkehrsbedingter
Schadstoffbelastung
4.3.4Das Modell MLuS-02 bzw. neu RLuS 2012 zur Berechnung
der Schadstoffausbreitung an Straßen ohne oder mit lockerer Randbe­bauung
4.3.5Das Modell PROKAS zur Berechnung der Schadstoffbelastung an Straßen
4.3.6Das mikroskalige Modell MISKAM
4.3.7Mesoskalige geländeklimatische Modelle
4.3.8Die Stadtklimamodelle RayMan, ENVI-met und MUKLIMO_3
5.Klima- und Lufthygienekarten als Hilfsmittel in der Bauleitplanung
(Beispiel: Klimaatlas Verband Region Stuttgart)
6.Empfehlungen für die Planung
7.Literaturverzeichnis
8.Thematische Websites
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METHODEN DER INFORMATIONS­­­GEWINNUNG FüR DIE PLANUNG (MESSUNGEN, WINDKANAL, NUMERISCHE MODELLIERUNG)
   
 4.3.1 Das Windfeldmodell DIWIMO

Für viele umweltrelevante Fragestellungen ist die Kenntnis des Windfeldes in Bodennähe von Bedeutung. Täler, Kuppen und andere orografische Charakteristiken sowie die Landnutzung beeinflussen das bodennahe Windfeld. Eine Möglichkeit, den Orographieeinfluss in der Fläche und an einzelnen Punkten quantitativ zu erfassen, bietet die diagnostische Windfeldmodellierung, z. B. mit dem Modell DIWIMO (SCHÄDLER, LOHMEYER, 1996).

Das Modell kann u.a. für folgende Fragestellungen eingesetzt werden:

  • Bereitstellung von Windfeldern für Ausbreitungsmodelle
  • Abschätzung der Beeinflussung des Windfeldes durch geplante Baumaßnahmen (Halden, Deponien, Erweiterungen von Siedlungsgebieten) bereits im Planungsstadium
  • Übertragung von Windstatistiken auf Standorte, an denen keine Windmessungen vorliegen
  • Erstellung synthetischer Windstatistiken
  • Erstellung von Bodenwindkarten (z. B. für Windenergienutzung)
In der Abbildung 4/17 ist beispielhaft das Ergebnis einer Berechnung mit dem Modell DIWIMO wiedergegeben. Man erkennt, dass in einem Gebiet mit ausgeprägtem Relief die großräumige Anströmung in Bodennähe z.T. erheblich verändert wird. Dies betrifft zum einen die Veränderung in der Windgeschwindigkeit, deutlich erkennbar bei der gezeigten Anströmung aus Nordwest im Innenstadtgebiet von Stuttgart und im Neckartal, zum andern aber auch in der Windrichtung. So treten bei der nordwestlichen Anströmung im Nesenbachtal, das in den Innenstadtkessel von Stuttgart mündet, sogar südwestliche Windrichtungen auf.

Das gezeigte Beispiel wurde mit einer Gitterweite von 250 m gerechnet. Im Einzelfall, z.B. bei kleineren Gebieten, ist es angemessen, mit engeren Gitterabständen zu rechnen. Die Berechnung verschiedener Anströmrichtungen gestattet es, sofern die Richtungsverteilung der großräumigen Anströmung bekannt ist, synthetische Windrosen zu berechnen (Abb. 4/18).

Seit 2003 wird das Windfeld von Stuttgart online halbstündlich berechnet und im Internet veröffentlicht (http://www.stadtklima-stuttgart.de/index.php?klima_windfeld).
Für das ganze Land stehen im 500 m Raster ermittelte Windrosen auf der Seite der LUBW zur Verfügung. Diese werden mit einem mesoskaligen Modell berechnet (siehe 4.3.7).
 
 
 
Abb. 4/17: Windfeld in Stuttgart in 10 m Höhe bei nordwestlicher Anströmung berechnet mit DIWIMO, Quelle: SCHÄDLER und LOHMEYER 1996
 
Abb. 4/18: Beispiele
synthetischer Windrosen in Stuttgart, berechnet auf der Grundlage von DIWIMO; Quelle: SCHÄDLER und LOHMEYER, 1996