Bochum, Westpark
Auf einem ehemals durch ein Stahlwerk und Gießereien genutzten Gelände entstand ein ca. 38 ha großer Park mit dynamischer Geländestruktur. Die angepflanzten Bäume sind in den letzten zwanzig Jahren zu einem Industriewald gewachsen. Das Gelände wurde vollständig gegen den Grundwasserkörper abgedichtet da die standörtlichen Voraussetzungen (Altlasten) keine Versickerung der Niederschläge erlauben. Die Niederschläge werden in offenen Kanälen zusammengeführt, dort verdunstet bzw. zeitverzögert in einen kleinen Bach abgeleitet. Das städtische Kanalnetz wird entlastet und die großflächige Verdunstung des Wassers sorgt für eine Abkühlung der Umgebung.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Paris, Ablauf und Speicherung von Niederschlagswasser in einer Zisterne
Das Regenwasser wird in der schmalen Gasse in einer zentralen Rinne oberirdisch entlang dem Gefälle abgeleitet. Auf dem runden Sammelplatz am Ende der Straße läuft das Wasser in eine unterirdische Zisterne und wird dort zur weiteren Verwendung gespeichert. Hierdurch wird das Kanalnetz bei Starkregenereignissen erheblich entlastet. In trockenen Perioden steht ausreichend Wasser aus der Zisterne für die nahe gelegenen Grünanlagen zur Verfügung. Die permanente Abgabe von Wasser an das tiefer gelegene Straßenbegleitgrün kühlt die Umgebung und verbessert die Aufenthaltsqualität bei Hitzeperioden.
Einsatz des Klimamessbusses während einer sommerlichen Strahlungsnacht
Mit einem Klimamessfahrzeug werden während sommerlicher Strahlungswetterlagen verschiedene Messrouten im Untersuchungsgebiet befahren. Dabei werden mit einer hohen räumlichen Auflösung Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Oberflächentemperatur kontinuierlich und Wind punktuell erfasst. Ziel der Messfahrten ist es, die durch Bebauung, Flächennutzung und Relief verursachten kleinklimatischen Abweichungen vom großräumigen Mittel zu erfassen und darzustellen. Diese Phänomene bilden sich in klaren Nächten besonders deutlich heraus, weshalb die Messfahrten überwiegend nachts durchgeführt werden.
Einsatz des Klimamessbusses während einer sommerlichen Strahlungsnacht
Mit einem Klimamessfahrzeug werden während sommerlicher Strahlungswetterlagen verschiedene Messrouten im Untersuchungsgebiet befahren. Dabei werden mit einer hohen räumlichen Auflösung Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Oberflächentemperatur kontinuierlich und Wind punktuell erfasst. Ziel der Messfahrten ist es, die durch Bebauung, Flächennutzung und Relief verursachten kleinklimatischen Abweichungen vom großräumigen Mittel zu erfassen und darzustellen. Diese Phänomene bilden sich in klaren Nächten besonders deutlich heraus, weshalb die Messfahrten überwiegend nachts durchgeführt werden.
Paris, Jardin des Plantes
Urbane Grünflächen haben eine hohe Bedeutung für das Lokalklima, da von ihnen eine kühlende Wirkung ausgeht. Tagsüber führt eine Freifläche, die idealerweise aus Wiese mit Sträuchern und lockerem Baumbestand besteht, durch Schattenwurf und Energieverbrauch aufgrund von Evapotranspiration zu einem thermisch ausgleichenden Bereich für die bebaute Umgebung. Nachts können Freiflächen durch Kaltluftbildung und Luftaustausch kühlend auf die Umgebung wirken. Parkanlagen führen zu einer Abschwächung und Begrenzung der innerstädtischen Wärmeinsel ebenso wie sie Rückzugsorte an heißen Tagen darstellen.
Emmerich, Haus mit Fassadenbegrünung
Die Begrünung von Hausfassaden wirkt ähnlich wie die Dachbegrünung positiv auf das thermische, lufthygienische und energetische Potential eines Gebäudes. Fassadenbegrünungen verbessern in erster Linie die mikroklimatischen Verhältnisse am Gebäude selbst, ohne eine Fernwirkung zu erzielen. Die thermischen Effekte von Fassadenbegrünungen bestehen in der Abmilderung von Temperaturextremen im Jahresverlauf. Um die Wärme der winterlichen Sonneneinstrahlung nutzen zu können, kann eine Fassade mit laubabwerfenden Pflanzen (z. B. wilder Wein) begrünt werden.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Paris, Musée du quai Branly - Vertikaler Garten an der Fassade
Das Konzept der „Grünen Wand“ des Botaniker Patrick Blanc besteht aus Pflanzenwänden bzw. senkrechten Beeten. Hierfür werden an das Lokalklima angepassten Pflanzen mit ausgeklügeltem Bewässerungssystem auf einer Gitterkonstruktion installiert. Durch die Verdunstung der Pflanzen wird die Luftfeuchtigkeit erhöht und die Lufttemperatur während Hitzeperioden verringert, wodurch sich die Aufenthaltsqualität insgesamt verbessert. Im engen Straßenraum ohne ausreichenden Wuchsraum für Straßenbäume kann durch die Fassadenbegrünung ohne weiteren Platzbedarf ein klimatisch positiver Effekt erreicht werden.
Paris, Parc André Citroën - Parkanlage mit temporärer Sprühanlage
Im innerstädtischen Bereich kann eine Aufheizung der Luft durch Begrünung mit Bäumen und Sträuchern vermindert werden. Der Schattenwurf der Vegetation sowie Verdunstung und Transpiration der Pflanzen reduzieren die Hitzebelastung in Innenstadtbereichen. Eine Bewässerung durch temporäre Wassersprengler hält diese Funktion der Vegetation aufrecht. Gleichzeitig wird über den feuchten Oberflächen eine zusätzliche Luftabkühlung durch Verdunstungskälte erreicht. Als Nebeneffekt können sich Parkbesucher bei Bedarf aktiv unter der Wasserdusche abkühlen.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Emmerich, Haus mit Fassadenbegrünung
Die Begrünung von Hausfassaden wirkt ähnlich wie die Dachbegrünung positiv auf das thermische, lufthygienische und energetische Potential eines Gebäudes. Fassadenbegrünungen verbessern in erster Linie die mikroklimatischen Verhältnisse am Gebäude selbst, ohne eine Fernwirkung zu erzielen. Die thermischen Effekte von Fassadenbegrünungen bestehen in der Abmilderung von Temperaturextremen im Jahresverlauf. Um die Wärme der winterlichen Sonneneinstrahlung nutzen zu können, kann eine Fassade mit laubabwerfenden Pflanzen (z. B. wilder Wein) begrünt werden.
Projekt StaKliBo
Eine Möglichkeit, der durch den Klimawandel zunehmenden städtischen Überwärmung entgegenzuwirken, ist die gezielte Nutzung der Kühlfunktion des Bodens. Die natürliche Kühlleistung der Böden ist durch Versiegelung, Grundwasserabsenkungen und Bodenveränderungen in vielen Städten in großem Umfang stark reduziert. Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand und dem Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) soll im Projekt StaKliBo (BMUB gefördert) die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.
Paris, Esplanade Max Guedj - Parkanlage mit Wasserspielen
Städte sind im Allgemeinen durch eine niedrigere relative und absolute Luftfeuchtigkeit im Vergleich zum nicht bebauten Umland charakterisiert. Durch die Anlage von mehr Wasser- und Grünflächen in Städten wird die Evapotranspiration erhöht und damit der latente Wärmestrom auf Kosten des sensiblen Wärmestroms verstärkt. Dadurch wird erreicht, dass der für die Verdunstung von Wasser aufzuwendende Energiebetrag der Lufterwärmung nicht zur Verfügung steht und sich die aufgeheizte Innenstadtluft abkühlt. Über eine Steigerung des Anteils von Wasser- und Grünflächen kann damit ein Abkühlungseffekt erzielt werden.
Paris, Parc de Bercy - Wassertreppe
Bewegtes Wasser trägt insgesamt in größerem Maß zur Abkühlung bei als stehende Wasserflächen, da durch die Verwirbelungen mehr Wasser verdunstet. Gleichzeitig wird in der meist relativ trockenen sommerlichen Stadtatmosphäre die Luftfeuchtigkeit erhöht. Dabei wiegt in der Regel die positive Wirkung des Abkühlungseffektes durch die Verdunstung von Wasser die Nachteile einer eventuell häufiger auftretenden Schwüle im urbanen Gebiet auf. Wassertreppen wie die im Parc de Bercy sind außerdem ein markantes gestalterisches Element und erhöhen die Aufenthaltsqualität für Stadtbewohner.
Paris, Boulevard Victor - Begrünung von innerstädtischen Gleisanlagen
Urbane Grünflächen haben eine hohe Bedeutung für das Lokalklima, da von Ihnen eine kühlende Wirkung ausgeht. Auch sehr schmale Grünflächen wie beispielsweise begrünte Gleisanlagen haben positive Auswirkungen auf das thermische, lufthygienische und energetische Potential des Straßenraums. Rasenflächen heizen sich zwar tagsüber bei Sonnenschein schnell auf, kühlen nachts aber auch sehr schnell wieder ab. In einem größeren Verbund beispielsweise mit Parkanlagen können sich auch Auswirkungen über den Straßenraum hinaus auf das Mikroklima eines Stadtviertels ergeben
Paris, Parc de Bercy - Wassertreppe
Bewegtes Wasser trägt insgesamt in größerem Maß zur Abkühlung bei als stehende Wasserflächen, da durch die Verwirbelungen mehr Wasser verdunstet. Gleichzeitig wird in der meist relativ trockenen sommerlichen Stadtatmosphäre die Luftfeuchtigkeit erhöht. Dabei wiegt in der Regel die positive Wirkung des Abkühlungseffektes durch die Verdunstung von Wasser die Nachteile einer eventuell häufiger auftretenden Schwüle im urbanen Gebiet auf. Wassertreppen wie die im Parc de Bercy sind außerdem ein markantes gestalterisches Element und erhöhen die Aufenthaltsqualität für Stadtbewohner.
Einsatz des Klimamessbusses während einer sommerlichen Strahlungsnacht
Mit einem Klimamessfahrzeug werden während sommerlicher Strahlungswetterlagen verschiedene Messrouten im Untersuchungsgebiet befahren. Dabei werden mit einer hohen räumlichen Auflösung Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Oberflächentemperatur kontinuierlich und Wind punktuell erfasst. Ziel der Messfahrten ist es, die durch Bebauung, Flächennutzung und Relief verursachten kleinklimatischen Abweichungen vom großräumigen Mittel zu erfassen und darzustellen. Diese Phänomene bilden sich in klaren Nächten besonders deutlich heraus, weshalb die Messfahrten überwiegend nachts durchgeführt werden.
Neuss, Wasserspielplatz an der „Südlichen Furth“
Vor allem in den verdichteten Innenstadtbereichen, die gleichzeitig das höchste Schadenspotenzial gegenüber Extremwettern verzeichnen, stehen kaum Flächen für die Abkopplung oder zur Retention von Niederschlagswasser zur Verfügung. Lösungen dafür sind die Schaffung von Flächen oder Orten, wo Niederschlagswasser zeitweise gespeichert werden kann. Wasserplätze können Aufenthalts- oder Erholungsflächen (Spiel- oder Sportplätze, Parkanlagen, Parkplätze etc.) sein. Sie sind den Großteil des Jahres trocken und übernehmen nur bei Starkniederschlägen kurzzeitig die Funktion einer Retentionsfläche.

Städtische Anpassungskonzepte an den Klimawandel

Während der Klimaschutz seit vielen Jahren fester Bestandteil der Kommunalpolitik ist und zahlreiche Städte und Gemeinden eigene Klimaschutzziele und Klimaschutzstrategien haben, beginnt man auf der kommunalen Ebene erst langsam damit, sich auf die nicht mehr abwendbaren Folgen des Klimawandels einzustellen. Durch einen kontinuierlichen Wissensaustausch zwischen der Forschung und der Praxis sowie Politik und Bevölkerung muss das Risikobewusstsein gefördert und die Akzeptanz für Maßnahmen gesichert werden.

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Gesamtstädtische Klimaanalysen

Zu den entscheidenden Parametern für die Ausprägung und Folgen des Stadtklimas zählen unter anderem die Stadtgröße, die Einwohnerzahl, die urbane Flächennutzung, der Versiegelungsgrad und das Relief. Besonders in den Sommermonaten können durch die erhöhte Temperatur, die eingeschränkte nächtliche Abkühlung und die reduzierte Windgeschwindigkeit erhebliche Wärmebelastungen für die Stadtbevölkerung hervorgerufen werden, welche sich in einem gesteigerten Unbehaglichkeitsempfinden, einem Verlust an Lebens- und Umweltqualität, sowie einer gesundheitlichen Beeinträchtigung äußern können.

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Interaktive Stadtklimakarten / MapTable

Stadtplaner und –designer stehen, unter Berücksichtigung der Auswirkungen des Klimawandels, vor der herausfordernden Aufgabe die heute geplanten und umgesetzten Stadtstrukturen klimatisch zu optimieren. Ein wesentlicher Aspekt der klimatischen Veränderung ist die Ausweitung und Intensitätszunahme der städtischen Wärmeinsel. Die dicht bebauten Innen-stadtbereiche und verdichteten Vorstadtkerne sind die am stärksten betroffenen Stadtstrukturen im Falle der Erwärmung, da diese durch herabgesetzte Belüftungskapazität und hohe Wärmespeicherkapazität bereits seit Beginn der starken städtischen Verdichtung eine deutlich höhere Temperatur aufweisen als das umgebende Umland. Da eine Zunahme der Intensität und Dauer von Hitzewellen auch deutliche gesundheitsgefährdende Aspekte besitzt, ist eine angepasste Stadtplanung von dringlichem Interesse.

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Mikro- und mesoskalige Modellierungen / Feldmessungen

Das Klima in Städten unterscheidet sich meist deutlich von den durchschnittlichen lokalen Witterungsbedingungen. Typische Merkmale des Stadtklimas sind beispielsweise eine nächtliche Wärmeinsel, ein stark modifizierter Strahlungshaushalt und veränderte Windströmungen. Eine stationäre Erfassung des Klimas an verschiedenen Standorten erfolgt in der Regel für die Dauer eines Jahres und kann durch mobile Messungen ergänzt werden. Messfahrten dienen dazu, alle relevanten Flächennutzungstypen im Stadtgebiet zu berücksichtigen und klimatisch zu erfassen. Bei der Messung mit Thermographie-Systemen können Oberflächentemperaturen erfasst werde. Diese geben Aufschluss über stark erwärmte Oberflächen oder Kaltluftbildungsgebiete und ermöglichen die Analyse von Kaltluftentstehung und –strömung.

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Außeruniversitäre Weiterbildung zur Klimaanpassung (in Architektur, Städtebau und –planung

Prognostizierte unvermeidbare Auswirkungen des Klimawandels und notwendige Anpassungen rücken immer stärker ins Bewusstsein und stellen Städte, Gemeinden und Landkreise vor große Herausforderungen. Bei der Koordinierung dieser komplexen und gesamtstädtischen Aufgabe, der Entwicklung von konkreten Anpassungsmaßnahmen und deren Umsetzung sind die Kommunen in Deutschland unterschiedlich weit. In vielen Köpfen ist die Unterscheidung zwischen Klimaschutz und -anpassung ebenso wie die Umsetzung zielgerichteter Maßnahmen noch unzureichend.

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Georisiken im Klimawandel

Erfassung, Bewertung und Monitoring von Georisiken als Folge sich verändernder klimatischer Bedingungen

Georisiken in Form von Massen- bzw. Hangbewegungen in natürlichen und künstlichen Böschungen, Dämmen und Einschnitten treten weltweit auf. Sie können je nach ihrer Beschaffenheit und Lage zu einem erheblichen Sachschaden führen und sogar Menschenleben gefährden. Die Entstehung von Massenbewegungen wird durch eine Vielzahl von Faktoren gesteuert. Geologisch gesehen kurzfristige Prozesse wie der Klimawandel führen zu einer Änderung beispielsweise des Wasserdargebotes und besitzen damit das Potential, das Hang- oder Böschungsgleichgewicht zu stören.

 

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Stadt - Klima - Boden Interaktion

 

Aktivierung der Bodenkühlleistung für stadtklimatische Konzepte zur Klima-anpassung am Beispiel der Stadt Neuss

Die empirische Erfassung (Messungen, Modellierungen, GIS-Analysen) der Zusammenhänge zwischen Bodenzustand, Wasserverfügbarkeit und Vegetationsbestand auf der einen Seite und Kaltluftbildungspotential (Kühlleistung) auf der anderen Seite sollen die Grundlage bilden für ein klimatisches Bodenkonzept und ein Bodenmanagementsystem.

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