5. Windverhältnisse5.2 KaltluftflussDer Abschirmungseffekt der umgebenden Höhenzüge hat zur Folge, daß die speziell an den Hängen und in den Tälern häufig sich entwickelnden lokalen Windsysteme sehr deutlich in Erscheinung treten. Sie erreichen zwar keine hohen Windgeschwindigkeiten, aber für die lokale Belüftung der Stadtteile übernehmen sie eine wichtige Rolle. Die Abbildung 5-3 zeigt Modellberechnungen (SCHÄDLER, 1996) der sich aus dem Kaltluftfluß ergebenden Windgeschwindigkeiten in Stuttgart (Schichthöhe 0-50 m). Die höchsten Geschwindigkeiten der Kaltluft treten an den steileren Hängen sowie im Nesenbachtal und Rohrackertal auf und erreichen im Maximum bis zu 3 m/s.
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Abb. 5-4: Kaltluftflüsse in Stuttgart im Ist-Zustand als Volumenstromdichte (m³/ms) (Schicht- mittelwert 0 - 50 m)
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Entscheidender als die Geschwindigkeit der Kaltluftströme sind jedoch die Mengen an Kaltluft. In den Abbildungen 5-4 (Gesamtstadt) und Abbildung 5-5 (Innenstadt mit Plangebiet) ist deshalb die Kaltluftvolumenstromdichte dargestellt. Im vorliegenden Fall ist die Kaltluftvolumenstromdichte diejenige Kaltluftmenge im m³, die pro Sekunde durch einen 1 m breiten Streifen zwischen Erdoberfläche und 50 m über Grund (senkrecht zur Strömung) fließt. Ihre Einheit ist m³/ms bzw. m²/s.
Die Ergebnisse der Kaltluftflußberechnung berücksichtigen allein die für Entstehung, Abfluß und Bilanzierung maßgebenden Parameter. In diesem Modellierungsschritt nicht enthalten ist die Überlagerung mit dynamischen Windfeldkomponenten, d.h. durch das Relief bedingte Veränderungen der großräumigen Windverhältnisse sind darin nicht enthalten. Im folgenden Kapitel werden deshalb die berechneten dynamischen Windfeldkomponenten dargestellt und in einem weiteren Bearbeitungsschritt mit den Kaltluftflüssen zu statistischen Windrichtungsverteilungen (Windrosen) überlagert.
Die in Kapitel 4 behandelte Infrarot-Thermographie basiert auf Messungen und Auswertungen während einer Strahlungswetterlage mit geringem überregionalem Wind. Damit stellen die "Wärmebilder" des Stadtgebietes eine thermische Situation dar, die den Grundlagen der Berechnung der Kaltluftflüsse entspricht. Somit empfiehlt es sich, beide Auswertungen im Zusammenhang zu betrachten.
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| Abb. 5-5: Kaltluftflüsse in der Stuttgarter Innenstadt (mit Plangebiet) im Ist-Zustand als Volumenstromdichte (m³/ms)
(Schicht- mittelwert 0 - 50 m)
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Die Zufuhr von Luft über Vegetationsflächen hinweg gestaltet sich im Stuttgarter Westen sehr schwierig, da nur wenig ausgedehnte Einzugsgebiete für den Nachschub reiner Luft sorgen können. Vom Birkenkopf und Hasenberg ausgehend ist vor allem über das Vogelsangtal ein Beitrag zur Belüftung des Westkessels zu erwarten. Das Einströmen der Luft in Bodennähe wird in diesem Bereich durch das Vorhandensein von Grün- und Freiflächen begünstigt. Im Gegensatz zum Westkessel hat das Nesenbachtal bessere Durchlüftungsmöglichkeiten. Dafür sprechen die Zugänglichkeit des Tales für vorherrschende Windströmungen, die Ausbildung der Talsohle als breiter Verkehrsweg sowie die Existenz der Schloßgartenanlagen am Talausgang. Für die Ausbildung eines lokalen Luftaustausches über die Hänge hinweg bestehen durch ausgedehntere, zusammenhängende Grünflächen im Süden und Südosten der Innenstadt vorteilhafte Voraussetzungen. Die starke Gliederung der Hänge in oft schluchtartigen Taleinschnitten bietet der kühleren Hangluft bevorzugte Abflußmöglichkeiten zum innerstädtischen Bereich.
In Bezug auf die Planungen von Stuttgart 21 sind, wie die Abbildung 5-5 verdeutlicht, folgende Gebiete mit Kaltluftflüssen von Bedeutung:
1) Wartberg-/Steinberg-Klinge
2) Eckardshalde
3) Mönchhalde
Wie die Modellberechnungen ergeben haben, finden diese hangseitigen Strömungen nur in Bodennähe statt und erreichen als Hangabwinde Höhen von bis zu ca. 15 m.
Ferner erfolgt ein starkes Einströmen von Kaltluft bei der Talverengung zwischen Uhlandshöhe und Kriegsberg im Zusammenhang mit dem "Nesenbächer" bis zum "Unteren Schloßgarten". Eine entgegengerichtete Strömung aus Nordosten hat ihren Ursprung im Rosensteinpark und im Neckartal. Diese Strömungen sind wesentlich mächtiger als die Kaltluftflüsse über die Hänge und kleinen Klingen des Kesselrandes und erreichen Höhen von über 50 m. Für den Luftaustausch des Innenstadt-Kessels sind diese Strömungen von großer lufthygienischer Bedeutung, während die bodennahen Kaltluftströme mehr kleinräumige Auswirkungen in lufthygienischer bzw. bioklimatischer Sicht haben.
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© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie |