Arbeitspaket M4: Energiebilanzlöser für alle urbanen Oberflächen

Kontaktinformation

Projektleiter: ​Dr. Björn Maronga , ​Prof. Dr. Günter Groß

Mitarbeiter: ​M.Sc. Robert von Tils

Institution: Institute of Meteorology and Climatology (​http://www.muk.uni-hannover.de/), Leibniz Universität Hannover (​https://www.uni-hannover.de/)

Zielsetzung des Teilsprojekts WP-M4

Die lokale Temperatur innerhalb einer komplexen städtischen Umgebung wird durch die spezifischen Standortparameter sowie von den Umgebungsbedingungen bestimmt. In einem Oberflächenenergiebilanzmodell werden diese Faktoren für Boden, Vegetation und Atmosphäre kombiniert und ergeben eine spezifische Oberflächentemperatur. Da die Oberflächentemperatur ein Schlüsselelement für das Stadtklima ist, muss besondere Aufmerksamkeit auf die richtige Berechnung für sehr unterschiedliche Oberflächen und Bodeneigenschaften gesetzt werden. In diesem Arbeitspaket wird ein konsistentes Oberflächenenergiebilanzmodell für PALM-4U bereitgestellt werden, das geeignet ist die Oberflächentemperaturen für versiegelte Böden zu berechnen, sowie die große Vielfalt an unterschiedlichen Grünflächen, Gewässern, und Gebäudefassaden zu berücksichtigen. Im Rahmen dieser Untersuchungen zur Berechnung städtischer Oberflächentemperaturen muss besonderes Augenmerk auf Rasenflächen, teilversiegelte Oberflächen (Rasen-Gitter-Steine), versiegelte Straßenflächen, Schotterwege, Bäume einschließlich ihres Schattenwurfs, begrünte Gebäudeelemente wie Gründächer und Fassadenbegrünung sowie Wasserkörper unterschiedlicher Tiefe gesetzt werden.

Arbeitsprogramm

WP-M4.1: Bestimmung der Oberflächentemperaturen für größtenteils versiegelte Flächen

In einem ersten Schritt wird der Energiebilanzlöser für größtenteils versiegelte Oberflächen entwickelt und in PALM-4U implementiert. In einer Sensitivitätsstudie soll anschließend untersucht werden, welche die wichtigsten Eingabeparameter darstellen um Anforderungen an deren Genauigkeit zu definieren.

WP-M4.2: Oberflächentemperaturen für „grüne“ und „blaue“ Oberflächen

Der Energiebilanzlöser wird auf Grünflächen (z.B. Gras, Bäume, begrünte Dächer und Wände) und Wasseroberflächen erweitert. Wie in WP-M4.1 werden diejenigen Parameter identifiziert, die am sensitivsten für die Energiebilanz sind um Anforderungen an die Genauigkeit dieser Parameter zu definieren. Eine Modellbeschreibung und Interpretationshilfen werden ausgearbeitet.

WP-M4.3: Anwendung des Energiebilanzmodells für Testszenarien

Der entwickelte Energiebilanzlöser soll in WP-M4.3 dazu verwendet werden, um Oberflächentemperaturen für ausgewählte Zeitspannen in den Democities (aus Modul B) zu untersuchen. Die Ergebnisse werden auf charakteristische Defizite des Energiebilanzlösers hin untersucht und ggfs. Korrekturen vorgenommen. Zudem sollen diejenigen Oberflächentypen identifiziert werden, welche für das lokale Stadtklima die größte Relevanz aufweisen.