Wie h&#228;ngen lokale W&#228;rmeinseln von der Horizont&#252;berh&#246;hung ab? &#8211; Analyse von Modellsimulationen In Stadtquartieren von Dresden und Erfurt
Authors: Ziemann Astrid , Goldberg Valeri 
Published: December 2021

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