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Umweltatlas Berlin

04.03 Bodennahe Windgeschwindigkeiten

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Problemstellung

Windverhältnisse in Ballungsgebieten

Eine wesentliche Bedeutung für die lufthygienischen Verhältnisse und das Klima einer Region haben die bodennahen Luftaustauschprozesse. Ein Maß für den Luftaustausch stellt die Windgeschwindigkeit dar. Sie beschreibt die Strömungsgeschwindigkeit, mit der gleichzeitig zum Ausdruck kommt, daß die Atmosphäre Luftmassen heranführt bzw. abtransportiert. Innerhalb von bebauten Bereichen ist gegenüber dem freien Umland mit einer Verminderung der Windgeschwindigkeit in Bodennähe um durchschnittlich 20 - 30 % zu rechnen. Bei gleichzeitiger Erhöhung der bioklimatischen und lufthygienischen Belastung ist somit die Zufuhr unbelasteter Luftmassen auf der einen Seite sowie die Verwirbelung, Verdünnung und der Abtransport dieser belasteten Luft auf der anderen Seite häufig nicht mehr gewährleistet. In direkter Umgebung einzelner Baustrukturen und im Straßenbereich kann es jedoch zu so starken Erhöhungen der Windgeschwindigkeit durch Böen und Windkanalisierungen kommen, daß unangenehme Wirkungen auf Menschen (Windbelastung, Staubaufwirbelung, Augenreizung etc.) verursacht werden können.

Bestimmt wird der Wind als vektorielle Größe über seine Richtung und Geschwindigkeit. Die kontinuierliche Messung des Windes erfolgt nach internationaler Absprache (World Meteorological Organisation 1983) an festen, möglichst ungestörten Stationen in einer Höhe von 10 m über dem Erdboden.

Das vertikale Profil der Windgeschwindigkeit wird entscheidend von der jeweiligen Bodenrauhigkeit bestimmt (vgl. Abb. 1).

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Abb. 1: Abnahme der Windgeschwindigkeit unter dem Einfluß von unterschiedlichen Bodenrauhigkeiten (nach Baumbach 1991)

Als weitere Einflußfaktoren können besonders in austauscharmen Strahlungsnächten mit geringem Bewölkungsgrad durch reliefbedingte Kaltluftabflüsse oder in Stadtgebieten auch durch Flurwindeffekte eigene Windsysteme aufgebaut werden.

Die durch die starke Erwärmung der Stadt aufsteigenden Luftmassen bewirken ein Nachströmen kühlerer Luft aus dem Umland. Flurwindeffekte können aber nur dann innerstädtisch wirksam werden, wenn vom Stadtzentrum ausgehend Luftleitbahnen oder zumindest durchlässige Baustrukturen bis an die städtische Peripherie vorhanden sind. Für sehr große Ballungsgebiete wie Berlin spielen die Flurwindeffekte vor allem eine Rolle im Nahbereich geeigneter kaltluftproduzierender Flächen an der Stadtperipherie, aber auch bei Grünflächen in innerstädtischer Lage. Der Nachweis solcher Flurwinde ist sehr aufwendig und für Berlin bisher lediglich im Modell simuliert worden (vgl. Wagner 1993 und Karte 04.07, SenStadtUm 1993).

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