Hitzebelastung in K öln

Dr. Dominika Ptak

Landesamt für Natur, Umwelt und

Verbraucherschutz NRW tenerifa-information.de

Köln - 9. Oktober 2013

Vortragsgliederung

1. Stationäre Messungen

2. Profilfahrten

3. Stadtklimamodell MUKLIMO_3

4. ENVI-met - Fallstudie Großmarktgelände Raderberg

5. Zusammenfassung

9. Oktober 2013

10-Jahres-Mittel der Lufttemperatur am Flughafen Köln-Bonn

9. Oktober 2013

DWD:

Temperatur, Feuchte, Niederschlag, Wind, Strahlung2 Stationen des DWD-Messnetzes 11 Stationen in Betrieb

LANUV:

4 Stationen des Luftqualitätsmessnetzes wurden aufgerüstet

Messnetz

9. Oktober 2013

Innenstadt

City/Gleisanlage

City/ dichte Bebauungsstruktur

Wohngebiet

lockere Zeilenbebauung

Freiflächen

im Umland

9. Oktober 2013

Anzahl der Sommertage (Tmax ≥ 25°C)

2011 2012

9. Oktober 2013

Maximale Wärmeinselintensität – 10,5 °C

9. Oktober 2013

Tage mit starker Wärmebelastung (GT≥32 °C) – Juli 2010

9. Oktober 2013

Profilfahrten im Stadtgebiet

• austauscharme Hochdruckwetterlage

• festgelegte Messrouten

• gesamte Messfahrt wurde mittels GPS

registriert

• Fahrtgeschwindigkeit ca. 30 km h-1

(ca. 8 m s-1)

• zu verschiedenen Jahres- und

Tageszeiten:• Sommer• Winter• vor dem Sonnenaufgang• nach dem Sonnenuntergang

9. Oktober 2013

Sommerliche Temperaturmessfahrten

9. Oktober 2013

Innenstadt – abendliche Temperaturmessfahrten

19:30 - 20:10 UTC 22:00 - 22:40 UTC

9. Oktober 2013

MUKLIMO_3 (dreidimensionales mikroskaliges urbanes Klimamodell)

Vom globalen Klimamodell zum Wirkmodell

• Auflösung 100 Meter

• Input:

– meteorologische Größen,

– Höhe ü. NN,

– Landnutzung,

– Projektionsdaten (Szenario A1B)

9. Oktober 2013

MUKLIMO_3

Output:– Anzahl der Sommertage (Tmax ≥ 25°C) und heißen Tage (Tmax ≥ 30°C) für 1971-2000 (EVAL)

– Auswirkungen der Landnutzungsklassen auf die Anzahl der Kenntage

–Veränderungen der Anzahl der Kenntage 2021-2050 zu 1971-2000 für vier regionale Klimaprojektionen

– Berücksichtigung der geplanten Landnutzungsänderung

Anzahl der Sommertage 1971-2000 (EVAL)

9. Oktober 2013

Anzahl der Sommertage (1971-2000) - EVAL

Box-Whisker-Plot

9. Oktober 2013

Anzahl der Sommertage 2021-2050

WETTREG STAR

9. Oktober 2013

Mittlere jährliche Anzahl der Sommertage und

der heißen Tage in Köln (mit Landnutzungsänderung)

20,2 (+146,3 %)66,6 (+72,5 %)STAR (2021 bis 2050)

13,8 (+72 %)50,6 (+31 %)WETTREG (2021 bis 2050)

13,8 (+72 %)50,4 (+30,6 %)CLM (2021 bis 2050)

12,9 (+57,3 %)51,9 (+34,4 %)REMO (2021 bis 2050)

8,2 38,6EVAL (1971 bis 2000)

Heiße Tage (pro Jahr)Sommertage (pro Jahr)Antrieb

9. Oktober 2013

Planung Großmarktgelände RadebergIst-Zustand• Gewerbegebiet

• 40,5 ha, 930 m x 730 m

• Hoch versiegelt

• Quasi vegetationslos

1. Planentwurf• Markthalle bleibt erhalten• Büro-/Wohnnutzung (26 ha)

• Zentraler Park (13 ha)

Optimierter PlanentwurfZusätzlich zum 1. Pl.-Entw.:• Durchlüftungsverbesserung

• Hitzeschutz

Planung Großmarktgelände KölnPlanung Großmarktgelände Köln

9. Oktober 2013

Szenario Heißer TagLufttemperatur 15 Uhr MEZDarstellung für z = 2 m. ü. Gr.

• Hohe Temperaturen im Umfeld versiegelter Flächen und Gebäude

• Hitzestau im Straßenraum von hohen Gebäuden• Opt.Plan.: Hitzereduktion um > 3 K► auch im Park um ca. 1 K kühler

Plan1 Opt .PlanPlan1 Opt .Plan

DachbegrünungLufttemperatur 15 Uhr MEZ

Darstellung für

z = 16 m. ü. Gr.

• Temperaturerniedrigung durch Dachbegrünung

• Keine Wirkung in Bodennähe

9. Oktober 2013

Wärmebelastung 15 Uhr MEZDarstellung für z = 2 m. ü. Gr. • Hohe Wärmebelastung auf

sonnenexponierten Flächen• Geringe Wärmebelastung in

Schattenzonen (Wald, Bäume, N- und E-Fassaden)

• Opt.Plan.: Komfortzone um Gebäude

Plan1 Opt .Pl.Plan1 Opt .Pl.

Wärmebelastung 15 Uhr MEZDarstellung für z = 2 m. ü. Gr. • Wirkung von Fassadenverschattung

Opt.Pl.Opt.Pl.

Plan1Plan1

9. Oktober 2013

Zusammenfassung

• Die mittlere Temperatur in Köln ist während der letzten Jahrzehnte

signifikant angestiegen;

• Innenstadt und die dicht bebauten Stadtteile in Köln stellen bereits heute

gegenüber dem Umland eine deutliche Wärmeinsel (deutlich höhere Anzahl

von Tagen mit starker Wärmebelastung) dar;

• Maximale Wärmeinselintensität wurde in einer Millionenstadt wie Köln von

mehr als zehn Grad gemessen;

• Tage mit Temperaturen über 25 (Sommertage) oder 30 Grad (heiße Tage)

werden zukünftig im gesamten Stadtgebiet zunehmen: bis Mitte des

Jahrhunderts Sommertage um 30 bis 70 % und heiße Tage bis etwa 140 %;

• Mit dem ENVI-met-Modell konnte für ein Beispielgebiet „Großmarktgelände

Raderberg“ der Planentwurf stadtklimatisch optimiert werden und somit die

Hitzebelastung reduziert und die Durchlüftung verbessert werden.

9. Oktober 2013

Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit

9. Oktober 2013