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Stadtklima im Wandel | ProPolis

Projektlaufzeit:
01.10.2019 – 30.09.2022

Auftraggeber:
ProPolis in der Fördermaßnahme „Stadtklima im Wandel“ wird vom BMBF unter dem Förderkennzeichen 01LP1913 A-E finanziert

Der Klimawandel macht auch vor unserem Bezirk nicht Halt und erfordert, v.a. aufgrund der Temperaturentwicklung und zunehmenden Starkregen-Ereignissen, Anpassungen in den Bereichen Städtebau, Mobilität und technische Infrastruktur. Maßgeschneiderte Anpassungen an die Folgen des Klimawandels erfordern allerdings ein genaueres Verständnis, wie vielfältige Faktoren die Entstehung einer stadtklimatischen Situation in bestimmten urbanen Räumen beeinflussen. Um die hierfür erforderlichen integrativen Untersuchungen durchführen zu können, nimmt Berlin als Praxispartner neben 12 weiteren deutschen Städten am Projekt ProPolis im Rahmen des BMBF-geförderten Forschungsvorhabens Stadtklima im Wandel teil.

Die Berliner Praxispartner befassen sich in ProPolis mit den stadtklimatischen Auswirkungen von Neubauvorhaben in Blankenburg (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Wohnen), den stadtklimatischen Bedingungen für die Ausbreitung von Luftschadstoffen (Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz), sowie den Bedingungen für die Entstehung und Ausbreitung von Kaltluft über innerstädtischen Grünflächen (Bezirksamt Charlottenburg-Wilmersdorf).

Im Fokus des Projektes ProPolis steht die praktische Anwendung des im Rahmen des BMBF-Vorhabens entwickelten Stadtklimamodells PALM-4U im planerischen Kontext von Klimaschutz, Stadtentwicklung und Luftreinhaltung. PALM-4U ist das international bislang leistungsfähigste Stadtklimamodell, in dem die maßgeblichen Einflußfaktoren für städtische Klimasituationen abgebildet und somit auch wissenschaftlich begründete Vorhersagen für stadtklimatische Entwicklungen getroffen werden können. Solche Vorhersagen werden für Entscheidungen für eine klimawandelgerechte Siedlungs- und Freiraumentwicklung benötigt.

Eine Vorstellung von der Leistungsfähigkeit des Stadtklimamodells vermittelt die Urban Large-Eddy Simulation (Simulation von Luftwirbeln über einem Stadtgebiet) des Instituts für Meteorologie und Klimatologie der Leibniz Universität Hannover.

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Bild: Leibniz Universität Hannover, Institut für Meteorologie und Klimatologie

Die mit dem PALM-Modell errechnete Simulation (Visualisierung mit der Software VAPOR zeigt die Entwicklung von turbulenten Luftströmungen über der dichten Bebauung einer künstlichen Insel vor Macau. Die Simulation wurde mit einer Auflösung von 8m x 8m x 8m gerechnet; der aus Südwest anströmende Wind hat eine Geschwindigkeit von 1m/s. Die Simulation umfasst einen Zeitraum von 1h, im Zeitraffer mit 43facher Geschwindigkeit dargestellt. Erkennbar werden v.a. die an den Kanten der Hochhäuser entstehenden Strömungswirbel sowie das Anwachsen einer in Windrichtung stärker werdenden Schicht starker Luftverwirbelungen über dem Stadtgebiet.

Das Bezirksamt Charlottenburg-Wilmersdorf hat die notwendige leistungsstarke EDV-Ausstattung für die Anwendung von PALM-4U beschafft; Kollegen des Bereichs Klimaschutz des Umwelt- und Naturschutzamtes nehmen an Fortbildungen teil, um stadtklimatische Simulationen für beliebige Gebiete des Bezirks künftig selber zu erstellen und auswerten zu können.

Als erster Anwendungsfall dient ein Gebiet von ca. 5 km2 innerhalb des S-Bahn-Rings im stark verdichteten Bereich der Wilmersdorfer Innenstadt. Außer dem Preußenpark liegen weitere innerstädtische Grünflächen im Untersuchungsgebiet, die jeweils unterschiedliche Bedingungen für die Entstehung und Verbreitung von Kaltluft und damit für die klimaökologischen Ausgleichswirkungen dieser Grünflächen haben.

Gebietsausschnitt Wilmersdorf des 3D-Stadtmodells von Berlin
Gebietsausschnitt Wilmersdorf des 3D-Stadtmodells von Berlin
Bild: Berlin Partner für Wirtschaft und Technologie GmbH

Der Anwendungsfall bezieht sich insbesondere auf die Analysekarte des Umweltatlas Berlin 04.10.01 „Bodennahes Windfeld und Kaltluftvolumenstrom“. Für den Umweltatlas wurde der Kaltluftvolumenstrom über innerstädtischen Ausgleichsräumen bei autochthonen Wetterbedingungen in einer Sommernacht sowie die Zirkulation in umgebende Gebiete in einer 10m x 10m Rasterauflösung sowie auf einer Datengrundlage aus den Jahren 2009 bis 2014 modelliert. Eine Nachstellung des Anwendungsfalls in PALM-4U verspricht bei einer höheren Rasterauflösung (1m x 1m x 1m) sowie der Verwendung einer aktualisierten Datenbasis aktuelle und weitergehende Erkenntnisse in Bezug auf die Bedingungen, die die Entstehung von Kaltluft über innerstädtischen Grünflächen sowie deren Eindringtiefe in die Siedlungsräume beeinflussen. Ein genaueres Verständnis der entsprechenden klimaökologischen Ausgleichswirkungen soll letztlich Eingang in verschiedene Planungen sowohl zur Um- und Neugestaltung der innerstädtischen Grünflächen selbst, als auch der angrenzenden Siedlungsräume finden.