LES auf gro&#223;er Skala - Gesamtst&#228;dtische Stadtklimasimulationen mit PALM-4U
Authors: Gronemeier Tobias , Sühring Matthias , Maronga Björn , Raasch Siegfried 
Published: December 2021

&lt;p&gt;Das Large-Eddy Simulationsmodell PALM-4U wurde in den letzten Jahren als Stadtklimamodell ausgebaut, mit dem Ziel die f&amp;#252;r stadtklimatologische Fragestellungen relevanten physikalischen Prozesse auf der Mesoskala sowie Mikroskala zu ber&amp;#252;cksichtigen. Um die Leistungsf&amp;#228;higkeit von PALM-4U zu demonstrieren, pr&amp;#228;sentieren wir in diesem Beitrag zwei simulierte Szenarien, ein Winter- und ein Sommerszenario, welche die gesamte Bandbreite der implementierten Stadtklimakomponenten ausnutzen. In beiden Szenarien wird die Stadt Berlin simuliert, deren gesamte Stadtfl&amp;#228;che vom Simulationsgebiet abgedeckt wird. Der simulierte Bereich erstreckt sich &amp;#252;ber ein Gebiet von etwa 50 km x 50 km und umfasst somit das vollst&amp;#228;ndige Stadtgebiet von Berlin und die n&amp;#228;here Umgebung. Die r&amp;#228;umliche Aufl&amp;#246;sung variiert im Simulationsgebiet zwischen 16 m und 2 m. Durch die gew&amp;#228;hlte Gebietsgr&amp;#246;&amp;#223;e, Gitterweite und die Anzahl der explizit dargestellten Wechselwirkungen stellen die gezeigten Simulationen nach unserer Kenntnis die bisher weltweit gr&amp;#246;&amp;#223;ten und umfangreichsten Stadtklimasimulationen auf LES Basis dar. Momentan dienen die Ergebnisse der Simulationen als Grundlage zur Evaluierung des Modells.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Im Beitrag zeigen wir wie die Eingangsdaten in die Simulationen einflie&amp;#223;en und sich auf die Modellergebnisse auswirken. Dabei wird das Augenmerk sowohl auf die allgemeine Bodenbeschaffenheit, die explizit aufgel&amp;#246;ste Vegetation und die Geb&amp;#228;ude gelegt, als auch auf die seitlichen Randbedingungen welche aus dem mesoskaligen Modell COSMO stammen um &amp;#196;nderungen auf der Mesoskala abzubilden. Tagesg&amp;#228;nge der meteorologischen Gr&amp;#246;&amp;#223;en wie Lufttemperatur, Feuchte und Wind k&amp;#246;nnen sowohl im Stadtzentrum als auch in der l&amp;#228;ndlichen Umgebung im Au&amp;#223;enbereich der Stadt wiedergegeben werden und stimmen mit Messungen &amp;#252;berein.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Durch die hohe r&amp;#228;umliche Aufl&amp;#246;sung und die explizite Ber&amp;#252;cksichtigung von Hindernissen k&amp;#246;nnen fl&amp;#228;chendeckend f&amp;#252;r ganz Berlin aktuelle Fragestellungen der Stadtplanung beantwortet werden. Der thermische Komfort kann beispielsweise mittels der direkt von PALM-4U berechneten Gr&amp;#246;&amp;#223;en UTCI oder PET bestimmt werden. &quot;Hot-Spot&quot; Analysen k&amp;#246;nnen durch die gesamt-st&amp;#228;dtische Betrachtung l&amp;#252;ckenlos durchgef&amp;#252;hrt werden. Insbesondere kann bei der Betrachtung eines vollst&amp;#228;ndigen Stadtgebiets der urbane W&amp;#228;rmeinseleffekt abgebildet und dank der feinen r&amp;#228;umlichen Aufl&amp;#246;sung im Detail bewertet werden. Die M&amp;#246;glichkeit auch chemische Stoffe und Feinstaub mit PALM-4U zu betrachten, bietet dar&amp;#252;ber hinaus auch das Potential PALM-4U f&amp;#252;r den Bereich der Luftqualit&amp;#228;t anzuwenden. F&amp;#252;r die Evaluierung wurden im Vorfeld intensive Messkampagnen durchgef&amp;#252;hrt, welche mit Hilfe des in PALM-4U vorhandenen virtuellen Messmoduls in den Simulationen nachgebildet wurden. Erste Eindr&amp;#252;cke dieser Messungen werden wir im Vortrag pr&amp;#228;sentieren. Abschlie&amp;#223;end geben wir einen Ausblick auf die aktuellen Fortschritte der Evaluierungen und gehen auf noch geplante und aktuell durchgef&amp;#252;hrte Vorhaben f&amp;#252;r die Evaluierung ein.&lt;/p&gt;