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22.07.2015 | Bauphysik | Im Fokus | Onlineartikel

Simulation des Stadtklimas

Autor:
Christoph Berger

Helle Fassaden können zwar zu einer Temperatursenkung in Städten führen, doch auch die Luftqualität am Boden verschlechtern. Simulationsrechnungen ergaben, dass mit dem gleichzeitigen Anpflanzen bestimmter Baumarten wiederum die Schadstoffbelastung verringert werden kann.

Forscher des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) simulierten anhand der Hitzewelle im Jahr 2003 das Stadtklima von Stuttgart unter verschiedenen Bedingungen. Dabei betrachteten sie sowohl die Temperaturentwicklung als auch den Transport von Schadstoffen in der Stadt.

Hohe oder geringe Albedo?

Mit ihrer neuen Simulationsstrategie bestätigten sie zum einen bereits Bekanntes: Weiße Häuser sind eine traditionelle Strategie gegen städtische Aufheizung – so etwa im Mittelmeerraum. Joachim Fallmann vom IMK-IFU erklärt: „Je heller die Gebäude und Oberflächen in einer Stadt sind, desto geringer ist die Aufheizung, weil kurzwellige Strahlung reflektiert wird und das Material nicht erwärmen kann. Dann sprechen wir von einer hohen Albedo. Typische graue Hochhäuser haben dagegen eine geringe Albedo und sind regelrechte Wärmefänger.“

Kühlung führt zu reduzierter Luftdurchmischung

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Fallmann und sein Team fanden jedoch auch heraus, dass die kühlende Wirkung der Fassaden zu weniger vertikaler Durchmischung der Luft führt. Feinstaub und Schadstoffe halten sich so näher am Boden und sind stärker konzentriert als in einer wärmeren Stadt.

Nach Ansicht der Forscher sind von diesem Phänomen besonders Einwohner in Städten mit ausgeprägten primären Schadstoffquellenbetroffen. Im Fall anderer, sogenannter sekundärer Schadstoffe, sei der Effekt wiederum positiv: „Wenn es kühler ist, bildet sich weniger schnell Ozon, das am Boden schädlich für die Atemwege sein kann“, sagt Fallmann. Die Atmosphärenchemie und die Wärmeentwicklung in einer Stadt müssten deshalb gemeinsam betrachtet werden.

Mit dem Ahorn zu mehr Luftqualität

Doch mit mehr Pflanzen, die CO2 aufnehmen und Feinstaub binden, könne der verringerte Lufttransport wieder ausglichen werden. Dazu brauche es jedoch die richtigen Pflanzen: Ein für die Luftqualität vorteilhafter Baum sei etwa der Ahorn.

Doch auch wenn sich Stuttgart aufgrund seiner Kessellage gut als Modell für die Simulation geeignet habe, müsse jede Stadt individuell betrachtet werden, so die Wissenschaftler. Die wollen ihr Simulationsmodell weiter so verfeinern, dass es maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Städte zuverlässig überprüfen kann.

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