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Thermische Windsysteme

Thermisches Windsystem

Kaltluftabflüsse sind die thermischen Windsysteme, die am häufigsten untersucht werden. Das liegt daran, da sie in der Regel mit stabilen (austauscharmen) Schichtungen der bodennahen Atmosphäre verknüpft sind. Kaltluftströmungen haben eine große Bedeutung z.B. für die nächtliche Versorgung urbaner Gebiete mit „frischer, kühler“ Luft.

Je nach Fragestellung nutzt man dabei entweder bereits vorberechnete Simulationsergebnisse (Screening-Modelle für einen strömungstechnischen Ist-Zustand) oder es werden speziell für eine Fragestellungen mehrere Varianten von Landnutzung/Bebauung berechnet.

Speziell im letzteren Fall kann dann durch eine Differenzenbildung („Mit neuer Bebauung“ minus „Ohne neue Bebauung“) die Wirkung einer Maßnahme und ihre Reichweite quantitativ bestimmt werden. Dies versachlicht oft die zu Beginn mit sehr viel Leidenschaft, aber spekulativ geführten Diskussionen von Baumaßnahmen im Hinblick auf das Lokalklima.

Das Zusammenwachsen mehrer lokaler Kaltluftströmungen nachts und die umgekehrten Effekte bei Einsetzen warmer Aufwinde am Tag führen speziell im Bergland (und schon in Mittelgebirgsregionen) zu regionalen Strömungssystemen: Berg- und Talwind. Zu ihrer Berechnung dienen so genannte prognostische Strömungsmodelle, deren Modellphysik speziell ausgelegt ist für die Berechnung thermischer Windsysteme.

Land-See-Windzirkulationen entstehen nicht nur in Küstennähe, sondern auch – in kleinerem Maßstab – an den Ufern der größeren Binnenseen (z.B. Bodensee). Sie haben einen markanten Effekt auf die Belüftung hochwertiger Ufer-Areale und ufernaher Städte. Auch für derartige Phänomene verfügt die iMA über geeignete Simulationsmodelle.

Selbst im Flachland entstehen Kaltluftströmungen, wenn bodennah relativ großflächige Temperaturunterschiede entstehen. Städte und größere Industriekomplexe bilden signifikante „Wärmeinseln“. Vereinfacht gesagt sorgt dort die anthropogene Wärmefreisetzung für höhere Temperaturen als im Umland, was zu einem langsamen Aufsteigen der Luft über diesen Flächen führt. Als Ausgleichsströmung wird kühlere Luft aus der Umgebung in diese wärmeren Regionen „angesaugt“. Derartige Phänomene können mit den Simulationsmodellen der iMA problemlos dreidimensional simuliert werden.

Für die Simulation von thermischen Windsystemen stehen der iMA somit eine ganze Reihe unterschiedlicher Modelltechniken zur Verfügun

  • Hochauflösende bodennahe Kaltluftströmung als Screening für ganze Bundesländer (GAK)
  • Hochauflösende bodennahe Kaltluftströmung für ein Untersuchungsgebiet mit unterschiedlichen Planvarianten (DFM); in ebenem Gelände auch Strömungsteil ABC.
  • Alle thermischen Windsysteme (inkl. lokale und regionale Kaltluftströmungen) und ihren zeitlichen und räumlichen Wechselwirkungen mit den prognostischen Strömungsmodellen FITNAH und METRAS-PC

Je nach Fragestellung und geforderter Auflösung setzen wir das am besten geeignete Modell für Sie ein.

Wenn Sie mit Belüftungsfragen zu tun haben, im Rahmen der Stadtplanung, Bauleitplanung, Erstellen eines Bebauungsplanes oder Flächennutzungsplanes, wenn Sie ein Wohngebiet oder einen Industriekomplex planen, wenn Sie mit Fragestellungen zur Belüftung (Kurort), Kaltluftabflüssen (Lokalklima) oder ähnlichem konfrontiert sind: Melden Sie sich bei uns, wir beraten Sie gern.

Hinweise

Gerne können wir den genannten Phänomenen für Sie auch messtechnisch nachgehen, z.B. durch Klimamessungen (nächtliche Intensivmesskampagnen) mit Rauchversuchen und ähnlichem. Sprechen Sie uns einfach an!
Thermische Windsysteme werden in der Ausbreitungsrechnung bei Verwendung einer stundenfeinen Zeitreihe standortbezogener meteorologischer Daten (AKTerm) bereits sehr gut erfasst. Im Einzelfall kann im Rahmen einer Sonderuntersuchung durch die Kopplung z.B. der Modelle FITNAH (Strömung) und LASAT (Ausbreitung) eine entsprechende Situation nachsimuliert werden.

Weitere Eindrücke zur Modellierung Thermischer Windsysteme

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