Impulsfluss an vertikalen W&#228;nden &#8211; Messung und Parametrisierung
Authors: Hansen Akio , Ament Felix 
Published: December 2021

&lt;p&gt;Der globale Klimawandel hat einen gro&amp;#223;en Einfluss auf das st&amp;#228;dtische Klima, wobei sich durch die hohe Bebauungsdichte und Versiegelung viele Effekte wie Hitzewellen zus&amp;#228;tzlich verst&amp;#228;rken. Damit unsere St&amp;#228;dte auch in Zukunft lebenswerte Orte bleiben, m&amp;#252;ssen diese an die ver&amp;#228;nderten klimatischen Bedingungen angepasst werden. Um diese Anforderungen umzusetzen, k&amp;#246;nnen dank der gestiegenen Rechenkapazit&amp;#228;ten vermehrt wirbel- und geb&amp;#228;udeaufl&amp;#246;sende Large-Eddy-Simulations-(LES) Modelle wie das PALM-4U (Maronga et al., 2015) in der Praxis zur Stadtplanung eingesetzt werden. Die in diesen Modellen verwendeten Annahmen und Parametrisierungen zum Windprofil sowie Impulsfluss an vertikalen W&amp;#228;nden von Geb&amp;#228;uden basieren jedoch mangels geeigneter Daten zumeist auf Grenzschichtmessungen &amp;#252;ber nahezu homogenen Fl&amp;#228;chen (Businger, 1971). Daher stellt sich die Frage, wie gut diese Annahmen an vertikalen W&amp;#228;nden zutreffen. Wie sehen das Windprofil und der Impulsfluss an einer realen Fassade aus?&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Zur Untersuchung dieser Fragestellungen wurden im Rahmen des &amp;#8222;Stadtklima im Wandel [UC]&lt;sup&gt;2&lt;/sup&gt;&amp;#8220; Projektes zwei 6&amp;#160;m lange Ausleger in etwa 42&amp;#160;m (10.&amp;#160;Stock) und 64&amp;#160;m (16. Stock) H&amp;#246;he an der Fassade eines insgesamt 85&amp;#160;m hohen Geb&amp;#228;udes im Zentrum von Hamburg installiert. Um detaillierte Informationen zur Turbulenz zu erhalten, werden an beiden Auslegern in 2&amp;#160;m, 4&amp;#160;m und 6&amp;#160;m Entfernung zur Fassade die drei Windkomponenten mit 20 Hz erfasst. Die Messungen werden seit August 2021 durchgef&amp;#252;hrt, sodass unterschiedlichste Anstr&amp;#246;mungsrichtungen des Geb&amp;#228;udes als auch zahlreiche synoptische Situationen von schwachem bis st&amp;#228;rkeren Wind gemessen wurden.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Der einzigartige Messdatensatz an einer realen Hochhausfassade liefert detaillierte Einblicke in das Windprofil sowie den Impulsfluss an Geb&amp;#228;uden in St&amp;#228;dten. Dies erm&amp;#246;glicht die Untersuchung der aktuell in vielen LES Modellen genutzten Annahmen wie zum Beispiel des logarithmischen Windprofils an Fassaden. Dar&amp;#252;ber hinaus wird die im PALM&amp;#8209;4U Modell verwendete Parametrisierung f&amp;#252;r den Impulsfluss mit den Messungen verglichen. Die Form des Windprofils an der Fassade ist unter anderem von der Anstr&amp;#246;mungsrichtung, der Geometrie sowie der Messposition am Geb&amp;#228;ude abh&amp;#228;ngig. Die Turbulenzintensit&amp;#228;t nimmt unabh&amp;#228;ngig der Anstr&amp;#246;mung in allen drei Komponenten mit gr&amp;#246;&amp;#223;erem Abstand zur Fassade hin ab. Die Ergebnisse werden in Hinblick auf verbesserte Parametrisierungen in Modellen diskutiert.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&amp;#160;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;strong&gt;Literatur:&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Businger, J. A., Wyngaard, J. C., Izumi, Y., and Bradley, E. F.: 1971, &amp;#8216;Flux-Profile Relationships in the Atmospheric Surface Layer&amp;#8217;,&amp;#160;&lt;em&gt;J. Atmos. Sci.&lt;/em&gt;&amp;#160;28, 181&amp;#8211;189.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Maronga, B., Gryschka, M., Heinze, R., Hoffmann, F., Kanani-S&amp;#252;hring, F., Keck, M., Ketelsen, K., Letzel, M. O., S&amp;#252;hring, M., and Raasch, S. (2015): The Parallelized Large-Eddy Simulation Model (PALM) version 4.0 for atmospheric and oceanic flows: model formulation, recent developments, and future perspectives, Geosci. Model Dev., 8, 1539-1637, DOI:10.5194/gmd-8-2515-2015.&lt;/p&gt;