Auswertung von Strategien zur Mitigation der urbanen Wärmeinsel von Berlin mit dem Stadtklimamodell MUKLIMO_3 / Gutachter: Prof.Dr. Sahar Sodoudi, Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Matthias Straka / Masterarbeit – 2017

Die Kombination aus Klimawandel, Urbanisierung und urbaner Wärmeinsel sorgt für thermische Belastung in den Städten, welche in Zukunft weiter zunimmt. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, können Maßnahmen zur Mitigation der urbanen Wärmeinsel benutzt werden. Mit dem Stadtklimamodell MUKLIMO_3, entwickelt vom Deutschen Wetterdienst, können diese Strategien evaluiert werden. In dieser Arbeit wurde MUKLIMO_3 zunächst für Berlin an einem Sommertag, dem 25.06.2010, mit einer horizontalen Auflösung von 200m angepasst. Dabei konnte die Modellgüte für die Simulation der 2m- Temperatur auf einen RMSE von 1,63K bei einer mittleren Überschätzung der Temperaturen von 0,35K mit signifikanter Korrelation von 0,91 optimiert werden. Als wichtigste Parameter für den Modelloutput wurden die Bodentemperatur des 1D-Modells, der Bedeckungsgrad und die Bodenfeuchteklasse gefunden. Die Simulationsergebnisse für den Parameter Luftfeuchtigkeit wiesen eine Korrelation von 0,65 (signifikant) auf. Im Hauptteil dieser Arbeit wurden verschiedene Mitigationsmaßnahmen für die urbane Wärmeinsel Berlins evaluiert. Szenarien zur Dachbegrünung, zur Erhöhung der Albedo (Whitecoating) und Hybrid-Szenarien wurden auf ihre Auswirkung auf die 2m-Temperatur hin untersucht. Dabei konnte eine Abkühlung von 0,1K pro 33% erhöhter Dachbegrünung und von 0,2K pro 0,1 erhöhter Albedo aller Flächen ermittelt werden. Diese Ergebnisse decken sich mit bisherigen Studien. Die Hybrid-Szenarien zeigten ähnliche Ergebnisse wie die Whitecoating-Szenarien. Zusätzlich wurden in zwei Fallstudien die klimatischen Auswirkungen von vertikaler oder horizontaler Verdichtung sowie Nachnutzungsszenarien für Brachflächen im Modellgebiet Berlin-Brandenburg untersucht. Dabei ergab sich eine Empfehlung für vertikale Verdichtung zur Wohnraumgewinnung für die erste Fallstudie, da durch den gestiegenen Schattenwurf der höheren Gebäude die 2m-Temperatur signifikant gesenkt werden konnte. Als Nachnutzung der Brachflächen empfehlen sich entweder Wälder oder Parks mit hohem Baumanteil, um den Abkühlungseffekt durch Schatten zu maximieren. Für einen Sommertag liefert MUKLIMO_3 gute Ergebnisse. Die Anwendungsmöglichkeiten des Modells gehen über den Umfang dieser Arbeit weit hinaus. Somit kann es ein gutes Werkzeug für Architekten, Stadtplaner und Stadtklimatologen sein, um Strategien zur Mitigation oder auch zukünftige Baupläne zu evaluieren.

Titel
Auswertung von Strategien zur Mitigation der urbanen Wärmeinsel von Berlin mit dem Stadtklimamodell MUKLIMO_3 / Gutachter: Prof.Dr. Sahar Sodoudi, Prof. Dr. Ulrich Cubasch
Verfasser
Matthias Straka / Masterarbeit
Verlag
Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek
Datum
2017-04-04
Sprache
ger
Art
Masterarbeit
Größe oder Länge
95 S.