BMBF-Fördermaßnahme 'Stadtklima im Wandel' Urban Climate Under Change [UC]²

Verbundprojekt: Dreidimensionale Observierung atmosphärischer Prozesse in den Städten (3DO)

Teilprojekt 3:Messung und Erstellung einer räumlich-zeitlich hochaufgelösten 2m Temperatur- und relativen Feuchtigkeitsanalyse für Berlin, FKZ: 01LP1602C

Das Projekt „Stadtklima im Wandel“ - Urban Climate Under Change [UC]² ist eine vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Maßnahme zur Entwicklung eines innovativen Stadtklimamodells, PALM-4U. Dieses Modell wird in der Lage sein, für Städte der Größe von Stuttgart bis Berlin atmosphärische Prozesse gebäudeauflösend mit einer Gitterweite von 10m  bis 1m, zu simulieren.

Durch die räumlichen unterschiedlichen Baustrukturen, der Bodenversiegelung und der verschiedenen Grünflächen in der Stadt wird ein eigenes Temperatur-und Feuchtigkeitsfeld mit einer extrem heterogene Verteilung erzeugt. Deshalb spielen diese genannten Faktoren zukünftig eine wichtige Rolle in der städtischen Planungs- und Klimawandelanpassungs-strategie für Städte.

Diese Teilprojekt, der AG Stadtklima und Stadtmessnetz, erstellt einen stadtspezifischen Datensatz der 2m-Temperatur und relativen Luftfeuchtigkeit. Diese Daten werden zur Initialisierung, zum Forcing und Assimilation wie auch zur Evaluierung des PALM-4U Modells angewendet. Weiterhin werden diese Daten auch für Anwendungstest von Modul A und C sowie der integrierten Plattform verwendet.

Projektziele

1. Erstellung einer umfassenden Stadtklimaanalyse für 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, allerdings sind diese Stationen nur bedingt für städtische Klimastudien anwendbar.Deshalb hat das TP 03 zum Ziel, Berlin in verschiedene 'Lokale Klimazonen (LCZ's), gestützt auf physikalische Eigenschaften von Gebäuden, Landbedeckungs- und Landnutzungsklassen sowie Vegetationshöhe hinsichtlich der Temperatur und Feuchte, einzuteilen. Um die Temperatur und Feuchte in den LCZ's zu bestimmen wurden neue Messstationen aufgestellt.

Das Stadtmessnetz der FU-Berlin (AWS) mit seinen langfristen Beobachtungsdaten wurde 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 war 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.

Durch gemeinsame intensive Messkampagnen, der sogenannten vier Beobachtungsperioden (IOP's) in Berlin, beteiligte sich die Arbeitsgruppe mit mobilen Messgeräten, um die Temperatur/Feuchte sowie die Globetemperatur und die Infrarottemperatur verschiedener Oberflächen zu messen.

2. Validierung des Stadtmodells (PALM-4U) entwickelt von Modul A für Berlin:

Entwicklung und Prüfung eines Konzepts zur Evaluierung des städtischen Klimamodells entwickelt im Modul A, welches über die AG Troposphärische Umweltforschung vertreten ist, 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.

In Berlin wird das Gebiet um die Elisabeth-Aue bezüglich der nächtlichen Abkühlung zur Stadtmitte näher untersucht. Die ersten Ergebnisse liegen bereits vor.

Zweite Phase des BMBF 'Stadtklima im Wandel' Projektes

Eine zweite Phase wird voraussichtlich im Herbst 2019 starten, um das Stadtklimamodell PALM-4U praxistauglich an Stakeholder zu übergeben.

Messkampagnen