Stadsklimat
Den urbana klimatet definieras av Världsmeteorologiska organisationen (WMO) som en lokalklimat som har ändrats jämfört med det omgivande området . Mycket täta byggnader och brist på vegetation samt utsläpp av luftföroreningar och spillvärme kan leda till en högre medeltemperatur och föroreningskoncentration i städerna samt till lägre luftfuktighet och vindhastigheter än vad som råder på landsbygden. Stadsklimat kan orsaka hälsoskador (ökad dödlighet och sjukdom) och förändringar i flora och fauna .
Klimatfaktorer
Stadsklimatet formas av olika klimatfaktorer som kan delas in i två kategorier:
- naturliga faktorer
- antropogena faktorer
De naturliga faktorerna inkluderar det geografiska läget, avlastningen , höjden och andelen kvarvarande nästan naturliga ytor inom stadsområdet.
De antropogena faktorerna innefattar i huvudsak byggnadernas typ och densitet, byggmaterialens värmelagringskapacitet och markens tätning. De påverkar strålnings- och värmebalansen i städer och industriella storstäder. Ur lufthygien synvinkel finns det också typen och antalet utsläpp (industri, hushåll, motorfordon) i stadsområdet som påverkar stadsklimatet nära och långt från marken genom avgaser, damm och spillvärme.
Genom sin interaktion bestämmer dessa naturliga och antropogena faktorer respektive karaktäristika för stadsklimatet. Detta innebär att det inte kan finnas något enhetligt stadsklimat.
Stadsvärmeön
Värmeön är ett typiskt inslag i stadsklimatet och orsakas av samspelet mellan flera olika effekter. På grund av den starka uppvärmningen under dagen och den begränsade kylningen på natten blir städerna betydligt varmare jämfört med de omgivande områdena.
Utvecklingens geometri ökar ytan på vilken solstrålning absorberas. Detta leder till att byggnadsstrukturen värms upp , särskilt i perioder med bra sommarväder med lite utbyte . Till skillnad från outvecklade områden fungerar bebyggda områden som en värmebutik . Marken i outvecklade områden värms inte upp så mycket på grund av vegetationens skuggning och dess avdunstningskapacitet . Under strålningsnätter kan naturlig jord med liten täckning avge sin termiska energi igen genom termisk strålning . Luften svalnar snabbare på natten över outvecklade ängsområden .
I motsats till detta värms bebyggda områden mycket starkare på grund av solstrålning: Solens infallsvinkel blir mer direkt på grund av de vertikala fasaderna ( horisontell höjd ), och det finns vanligtvis ingen vegetation som ger skugga och kan kyla luften med avdunstning. Stenen som används värms upp snabbare. Men det är också en bättre värmebutik och släpper ut värmen långsammare på natten. Den omgivande luften kan inte längre svalna. Den nattliga värmestrålningen förhindras också delvis genom att horisonten minskar i gatukanjoner. Flera reflektioner förekommer på husväggarna.
Den luftcirkulationen och inflödet eller infiltration av kallare luft från omgivningen eller från större grönområden är också begränsad av utvecklingen. Om sändare byggs i så kallade kallluftkorridorer (trafik- och industrianläggningar) berikas den kalla luften som nu strömmar in långsammare med föroreningar . Den ökade partikelkoncentrationen i stadsluften dämpar i sin tur värmestrålningen.
En annan faktor som leder till uppvärmningen av innerstäderna är tätningen av stora områden . Regnvatten rinner därför snabbt av och är inte tillgängligt för avdunstning . Eftersom avdunstning förbrukar värme leder denna effekt också till mindre kylning (eller omvänt uppvärmning) av städer.
Ett viktigt bidrag till uppvärmningen sker genom uppvärmning och industriella processer. Denna värme absorberas mer i hus och slutna ytor. Temperaturskillnaden i stora städer kan vara upp till 10 ° C. Detta bidrag till urban uppvärmning kan dock försummas.
Med den infraröda inspelningsprocessen kan yttemperaturer bestämmas och visas i färg.
Kylfaktorer
Huvudkylningseffekten är luftflödet från floder och vattendrag . Utflöden av kall luft, särskilt från ett område med kall luft, kan också vara betydande om lutningen är minst 1 till 2 grader (ca 1 till 3 m lutning per 100 m). Å andra sidan säkerställer underjordiska håligheter som avloppsnät , underjordiska tåg eller undergångar ytterligare kylning. Dessa avger inte så mycket värme som skulle vara fallet med jordens massa, och de svalnar också snabbare när det är vind . Detta kan ses bra med broar där svartis bildas snabbare i kyla . Märkligt nog är en tät och hög yta också en fördel. Även butiker och ger dem värmen längre, men det är också en skugg automater. Förutom skuggan absorberar avdunstning genom träd mycket energi och har en kylande effekt på omgivningen.
Urban nederbörd
På grund av värmeönens egenskaper är den relativa luftfuktigheten i städerna lägre än i det omgivande området. Ändå kan det observeras att kraftigt regn och åskväder ofta varar dubbelt så länge och ger mer nederbörd. Anledningen till detta är en 3 till 5 gånger högre koncentration av kondensationskärnor. Dessa härrör från utsläpp från industri och biltrafik. Trafikpåverkan är så stark att två maxima kan observeras under den veckovisa nederbördsförloppet. Med den ökade trafiken på tisdag till onsdag efter helgen, finns det ökad nederbörd och sedan igen på fredag till lördag.
Stadsvindfält
Ytans grovhet är större i bebyggda områden än i outvecklade områden. Som ett resultat är vindhastigheten i städer i genomsnitt lägre än i öppen terräng. Beroende på vindriktningen förekommer lindvirvlar på byggnader som kan orsaka kraftiga vindbyar i små områden. Dessutom kan munstyckseffekter uppstå vid utvecklingsgap, vilket också kan öka vindhastigheten kraftigt under ett begränsat utrymme och tid. Höghus som sticker ut långt över stadens genomsnittliga taknivå kan under vissa omständigheter avböja det (starkare) vindfältet från högre luftlager och orsaka våldsamma vindbyar och turbulens vid byggnadens fot.
Lufthygien
Luftens kemiska sammansättning i städer förändras av ett stort antal utsläpp av föroreningar ( husbrand , vägtrafik, industri). Eftersom luftutbytet i städer också är begränsat på grund av den lägre genomsnittliga vindhastigheten kan luftföroreningar ansamlas. Detta kan leda till troposfärisk bildning av irriterande gasozon , särskilt på sommaren .
Urban strålningsbalans
Den balansen strålningen beror alltid på zenit av solen och grumlighet i atmosfären . Detta förklarar också varför strålningsbalansen i staden är lägre än i omgivningen. På grund av disen över staden kan minskningen av global strålning jämfört med det outvecklade området vara upp till 20%.
Beroende på säsong och väderförhållanden är UV-strålning i staden upp till 35% lägre än i det omgivande området. Detta beror på att UV-strålningen absorberas av ozonet nära marken och reflektionen från dammpartiklar . UV-strålningen i staden kan ibland vara högre än i det omgivande området, eftersom ozon endast bildas av olika föregångare efter flera reduktionssteg .
Allmän struktur för stadsatmosfären
På grund av stadsytans större ojämnhet och den totala höga värmetillförseln kan en generaliserad struktur för stadens atmosfär göras:
- Stadshinderlager. Detta sträcker sig från marken till det mittersta taknivån ( Urban Canopy Layer, UCL ).
- Stadsfriktionsskikt ( Engl. Urban Roughness sublayer URS ). Detta kännetecknas av den höga grovheten i stadsstrukturen nära marken;
- Urban Mix-lager (engelska Urban Mixing Layer, UML )
Den fria atmosfären (FA) ansluter sig ovanför stadsstrukturen från en höjd av flera kilometer och börjar där stadsytans inflytande på atmosfären slutar. Jämfört med det outvecklade området börjar detta ovanför den urbana kroppen på en större höjd.
litteratur
- Karsten Brandt : Mikroklimat - Meteorologi nära marken . ISBN 3-9807827-5-1
- Claus Rink, Heyo Eckel, Ulrich Hüttemann: Stadsutveckling förändrar klimatet . I: Deutsches Ärzteblatt , 96 (15), s. A974, Köln 1999, ISSN 0012-1207
- Staden Stuttgart , Institutionen för stadsutveckling och miljö, Kontoret för miljöskydd, Institutionen för stadsklimatologi, i samarbete med Institutionen för kommunikation (red.), Publikationsserien av Byrån för miljöskydd - Utgåva 3/2010 : Klimatförändringar - Utmaning för urban klimatologi . ISSN 1438-3918
- W. Kuttler: Urban Climate, Del 1: Grunder och orsaker. I: Environmental Sciences and Pollutant Research - Journal for Environmental Chemistry and Ecotoxicology 16 (3), 2004, s. 187–199, ISSN 0934-3504 .
- W. Kuttler: Stadsklimat , del 2: fenomen och effekter. I: Environmental Sciences and Pollutant Research - Journal for Environmental Chemistry and Ecotoxicology 16 (4), 2004, s. 263–274, ISSN 0934-3504 .
- A. Kratzer: Das Stadtklima , 2: a, reviderad upplaga. Braunschweig 1956
- Schmidt, Andreas (1994) På väg till stadsklimatet. Geovetenskap; 12, 1; 18-20; doi : 10.2312 / geovetenskaper . 1994.12.18 .
webb-länkar
- envi-met.com - En mikroklimatisk stadsklimatmodell
- karstenbrandt.de - Under Delta T mycket information om stadsklimatet och mikroklimatet
- stadtklima-stuttgart.de - Information om klimat, luft och buller - inte bara för Stuttgart
- Bautschweb.de - Väderstation vid Ohmoor-gymnasiet, med väderdata i Excel-format
- stadtentwicklung.berlin.de - Komplett utbud av kartor över stadsklimatet i den federala huvudstaden Berlin i Berlins miljöatlas
- stadtklima.de - Mycket information om ämnet stadsklimat - också mycket lokal data från städer runt om i världen
- stadt-und-klimawandel.de - Stadsstrategier för klimatförändringar Utbyte av praxis och vetenskap
Individuella bevis
- ↑ Väder och klimat - Tyska vädertjänsten - Urban Heat Island. Tyska vädertjänsten, nås den 16 augusti 2019 .
- ↑ Thomas C. Peterson, Kevin P. Gallo, Jay Lawrimore, Timothy W. Owen, Alex Huang: Globala landsbygdstemperaturtrender . I: Geofysiska forskningsbrev . tejp 26 , nr. 3 , 1999, ISSN 1944-8007 , sid. 329-332 , doi : 10.1029 / 1998GL900322 .
- ↑ Kall luft utflöden - Klimat Atlas NRW ( Memento av den ursprungliga från 29 juli 2017 i Internet Archive ) Info: Den arkiv länk infördes automatiskt och har ännu inte kontrollerats. Kontrollera original- och arkivlänken enligt instruktionerna och ta bort detta meddelande.
- ↑ Strasburger: Textbook of Botany. Spektrum, Heidelberg 2008, s. 423. ISBN 3-8274-1455-5
- ^ Wilhelm Kuttler: Urban Climate Part 2: Phenomena and Effects. I: https://www.uni-due.de/imperia/md/content/geographie/klimatologie/kuttler2004b.pdf . Hämtad 8 februari 2021 .