Wie hängen lokale Wärmeinseln von der Horizontüberhöhung ab? – Analyse von Modellsimulationen In Stadtquartieren von Dresden und Erfurt
<p>Thermische Belastungen der Stadtbewohner in Hitzeperioden sind mit den Besonderheiten des Stadtklimas verbunden und spielen f&#252;r die Stadt- und Umweltplanung eine zunehmende Rolle im Rahmen des Klimawandels. Um die tageszeitlich variable Auspr&#228;gung lokaler W&#228;rmeinseln zu erfassen, stehen verschiedene Messmethoden sowie Stadtklimamodelle unterschiedlicher Komplexit&#228;t zur Verf&#252;gung. Mit der Anwendung solcher Verfahren ist der Einsatz von Ressourcen verbunden, der in der planerischen Praxis nicht einfach umsetzbar ist. Um W&#228;rmeinseln zu identifizieren und wirksame Anpassungsma&#223;nahmen an sommerliche Hitze f&#252;r die Freiraum- und Geb&#228;udegestaltung abzuleiten, wurden in dieser Studie funktionale Zusammenh&#228;nge zwischen stadtmorphologischen Parametern und meteorologischen Daten betrachtet. Die abgeleiteten Beziehungen erm&#246;glichen eine praxistaugliche Anwendung.</p> <p>Dazu wurden Modellsimulationen mit SOLWEIG und ENVI-met f&#252;r zwei Stadtquartiere in Dresden und Erfurt durchgef&#252;hrt und ausgewertet. Basierend darauf wurden Beziehungen zwischen Parametern aus manuell erstellten bzw. digitalen Objektmodellen (DOM) und Gr&#246;&#223;en der W&#228;rmebelastung (u.&#160;a. mittlere Strahlungstemperatur Tmrt, Universeller Thermischer Klimaindex UTCI) bestimmt. Die Arbeiten fanden im Rahmen des BMBF-Projektes HeatResilientCity statt.</p> <p>F&#252;r den lokalen W&#228;rmeinseleffekt und seine raumzeitlichen Variationen spielt der Sky View Factor (SVF) eine Schl&#252;sselrolle. Dieser Parameter beschreibt den Anteil des sichtbaren Himmels an einem Ort und gibt Aufschluss &#252;ber die Stra&#223;engeometrie und Bebauungsdichte sowie zur Verteilung von B&#228;umen und Str&#228;uchern. Der SVF ist wichtig, um die Strahlungsbilanz in Modellen zu bestimmen und damit die mittlere Strahlungstemperatur (Tmrt) an einem Ort. Die Gr&#246;&#223;e Tmrt ist ein zuverl&#228;ssiger Pr&#228;diktor f&#252;r die Hitzebelastung tags&#252;ber bei hoher solarer Einstrahlung, aber auch nachts in Bezug auf eine verminderte langwellige Ausstrahlung bzw. die W&#228;rmestrahlung von Bauk&#246;rpern. Um den Einfluss des SVF auf Tmrt darzustellen, ist die m&#246;glichst detaillierte und aktuelle Beschreibung der urbanen Morphologie und Vegetation mit Hilfe hochaufl&#246;sender DOMs essentiell. Je h&#246;her der SVF desto mehr Einstrahlung erfolgt tags&#252;ber. Gleichzeitig sorgt ein h&#246;herer SVF nachts auch f&#252;r eine gr&#246;&#223;ere Abstrahlung und kann damit f&#252;r eine Verringerung von Tmrt und W&#228;rmestress sorgen. Die &#252;ber die strahlungsreichen Tageszeiten gemittelte Tmrt weist die h&#246;chsten Werte an unbeschatteten (hoher SVF) oder nach S&#252;den exponierten Orten auf. Dazu z&#228;hlen offene Pl&#228;tze und Innenh&#246;fe oder Stra&#223;enz&#252;ge in West-Ost-Ausrichtung. Hier ist die thermische Belastung, ausgedr&#252;ckt mit dem UTCI, tags&#252;ber ebenfalls maximal. Orte mit geringer Tmrt findet man tags&#252;ber dort, wo der SVF sehr gering ist, z. B. im Baumschatten.</p> <p>Die Einfl&#252;sse der richtungsabh&#228;ngigen Strahlungsexposition lassen sich mit dem integralen SVF, der einen gesamten Halbraum beschreibt, nicht darstellen. Deshalb wurden auch Wirkungsunterschiede des SVF in Abh&#228;ngigkeit von den Charakteristiken der horizonteinschr&#228;nkenden Elemente (Geb&#228;ude vs. Vegetation) quantifiziert, um belastbare Beziehungen zwischen SVF und W&#228;rmeinseleffekt aufzustellen.</p>