project description

The project Urban Climate Under Change [UC] ² is a project funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) to develop an innovative urban climate model. This model should be able to simulate atmospheric processes building-dissolving with a grid width of 10m for cities of size from Stuttgart to Berlin

Due to the spatially different urban structures and the meteorological conditions, temperature and humidity show an extremely heterogeneous distribution in urban areas. The building structure, urban geometry, soil sealing and low vegetation in the city create their own temperature and humidity field. Therefore, these factors in the future play an important role in urban planning and climate change adaptation strategy for cities.

Subproject 03 (TP-03) draws up a city-specific dataset of 2m temperature and relative humidity for initialization, forcing and assimilation, as well as for the evaluation of the model developed in module A. This dataset is also used for application testing of modules A and C and the integrated platform.

Project goals

1. Creation of a comprehensive urban climate analysis for Berlin:

Der Standort der meisten Wetterstationen im Berliner Stadtgebiet befindet sich in nichtstädtischen Gebieten (z.B. Parks, Grünanlagen), da diese laut der World Meteorologischen Organisation (WMO) einen Standard erfüllen müssen, sind diese Stationen nur bedingt für städtische Klimastudien anwendbar. Deshalb hat das TP 03 zum Ziel, Berlin in verschiedene 'Lokale Klimazonen/Cluster' (LCZs, Stewart und Oke, 2012) gestützt auf physikalische Eigenschaften von Gebäuden, Landbedeckungs- und Landnutzungsklassen sowie Vegetationshöhe hinsichtlich der Temperatur und Feuchte, einzuteilen. Mit Hilfe von hoch aufgelösten Satelliten und GIS-Daten werden Unterklassen identifiziert, die im Vergleich zu den Haupt- LCZs detaillierter sind. Diese Gebiete werden mit neuen Messstationen bestücken und können somit die Stadtstruktur besser klimatisch erfassen.

Das Stadtmessnetz der FU-Berlin mit seinen langfristen Beobachtungsdaten wird durch 21 neue Stationen erweitert, um repräsentative stadtspezifische Temperatur- und Feuchtedaten zu erhalten, die zur Validierung in Modul A und als Anwendungstests in Modul C angewendet werden. Die Erweiterung des AWS ist zwingend notwendig, um die unterschiedlichen lokalen Klimazonen meteorologisch zu erfassen, die die Grundlage für eine umfassende städtische Klimaanalyse schaffen. Diese Klassifikation wird für die Modellevaluierung in Modul A verwendet.

Das TP-03 beteiligt sich zusätzlich an vier Beobachtungsperioden (IOP's) mit mobilen Messgeräten, um die Temperatur/Feuchte sowie die Globetemperatur und die Infrarottemperatur verschiedener Oberflächen zu messen.

2. Validation of the city model developed by Modul A for Berlin:

Entwicklung und Prüfung eines Konzepts zur Evaluierung des städtischen Klimamodells (entwickelt im Modul A) um die räumlich-zeitliche Verteilung von Temperatur und Feuchtigkeit bezüglich des Park Cool Islands (PCI), den Städtischen Wärmeinseleffekt bei Windstillen und klaren Nächten; der Ventilation in Innenhöfen und des Tagesganges der Temperatur und Feuchte zu validieren.

Literatur:

I. D. Stewart and T. R. Oke, 2012: Local Climate Zones for Urban Temperature Studies. Bull. Amer. Meteor. Soc., 93, 1879–1900.

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