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Kaltluftabflüsse

Kaltluftabfluss

In klaren windschwachen Nächten strahlen Oberflächen (Boden, Vegetation) praktisch ungehindert Wärme in den Weltraum ab. Dieser Energieverlust bewirkt, dass die Temperatur der Oberfläche niedriger ist als die Lufttemperatur (vgl. Abbildung 1). Durch molekularen und turbulenten Wärmeaustausch zwischen Boden und Umgebungsluft bildet sich eine bodennahe Kaltluftschicht. In ebenem Gelände bleibt diese bodennahe Kaltlufthaut an Ort und Stelle liegen. In geneigtem Gelände setzt sie sich infolge der horizontalen Dichteunterschiede (kalte Luft besitzt ein höheres spezifisches Gewicht als warme Luft) hangabwärts in Bewegung. Dieser Prozess ist von der Hangneigung und dem Dichteunterschied abhängig. Die hangparallel wirkende Reibungskraft bremst die abfließende Luft. Die beschriebenen Vorgänge sind in der Regel instationär, d.h. es kommt zu "pulsierenden" Kaltluftabflüssen.

Üblicherweise sind Kaltluftabflüsse erwünscht, da sie nach sonnenscheinreichen Tagen Frischluft (kühlere Luft, oft aus emissionsarmen Zonen) in die bebauten Gebiete transportieren (vgl. Abbildung 2). Sofern sich allerdings Emittenten innerhalb eines Kaltluftabflusses befinden, werden die positiven Eigenschaften umgekehrt, da sich die Emissionen, z.B. Gerüche, im Kaltluftstrom nur wenig verdünnen.

Beispiele für intensivere Kaltluftabflüsse sind der „Höllentäler“, der weite Teile des Stadtgebiets von Freiburg im Breisgau mit kühlerer Luft aus dem Schwarzwald versorgt, oder der Rohrackertäler, der das Neckartal in Stuttgart in den Abend- und Nachtstunden belüftet.
In Tallagen können sich bei diesen Wetterlagen Inversionen bilden. Unter einer Inversion versteht man eine atmosphärische Schichtung, bei der die Temperatur mit der Höhe zunimmt. Bei dieser atmosphärischen Schichtung ist der vertikale Luftaustausch stark reduziert.

Unsere Dienstleistungen hierfür sin

  • Kaltluftabflusssimulationen
  • Durchlüftungsanalysen, Ermittlung der thermischen und hygrischen Verhältnisse
  • Meteorologische Messungen mit stationären Messsystemen (Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Lufttemperatur, Feuchte) zur Ermittlung der Häufigkeit unterschiedlicher Wetterlagen
  • Intensivmesskampagnen mit mobilen Messvorrichtungen zur flächenhaften Erfassung der Temperatur-, Feuchte- und Windverhältnisse
  • Vertikalsondierungen mit Fesselballonsystemen zur Ermittlung der vertikalen Struktur von Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Lufttemperatur
  • Rauchpatronenversuche zur Sichtbarmachung schwachwindiger Strömungen (z.B. nächtliche Kaltluftabflüsse)
  • Tracergasexperimente zur Abschätzung der lokalen Ausbreitungsverhältnisse bei bestimmten meteorologischen Bedingungen
  • Immissionsprognosen für Kfz-bedingte Emissionen (insbesondere Stickoxide und Feinstaub)
  • Immissionsprognosen für Luftschadstoffe und Geruchsimmissionsprognosen aus landwirtschaftlichen, gewerblichen oder industriellen Quellen

Weitere Eindrücke Kaltluftabflüsse

Kaltluftabflüsse 1
Kaltluftabflüsse 2