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Online Windfeldberechnung

Online-Berechnung des Windfeldes f√ľr das Stadtgebiet von Stuttgart

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Erl√§uterungen zur Windfeldberechnung f√ľr den Raum Stuttgart

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Windfelder der letzten 24 Stunden




Windverhältnisse in Stuttgart

Der Wind, charakterisiert durch die Windgeschwindigkeit und Windrichtung, bestimmt die Ausbreitung von Luftschadstoffen und ist deshalb bedeutsam f√ľr die lufthygienischen Verh√§ltnisse. Ein wesentliches Merkmal des Stuttgarter Klimas ist seine Windarmut, die nicht allein auf die Lage der Stadt in zwei Stufenrandbuchten der Keuperh√∂hen zur√ľckzuf√ľhren ist. Die gesamte Region des Neckarbeckens ist generell f√ľr niedrige Windgeschwindigkeiten bei gro√üer H√§ufigkeit von Windstillen bekannt. Dies ergibt sich durch die gro√ür√§umige Luftdruckverteilung in S√ľddeutschland und die Abschattung durch den Schwarzwald, die Schw√§bische Alb, den Schurwald und den Schw√§bisch-Fr√§nkischen Wald.

Bedingt durch die Topografie kann f√ľr Stuttgart keine einheitliche Windrose angegeben werden. Am ehesten ist noch die Windrose f√ľr den Flughafen Stuttgart geeignet, den regionalen Wind zu beschreiben. Ansonsten kann man behaupten, "an jeder Ecke weht ein anderer Wind". Der Abschattungseffekt der umgebenden H√∂henz√ľge hat zur Folge, dass sich speziell an den H√§ngen und in den T√§lern h√§ufig lokale Windsysteme entwickeln k√∂nnen, die zwar keine hohen Windgeschwindigkeiten hervorrufen, aber f√ľr die lokale Bel√ľftung der Stadtteile eine wichtige Rolle √ľbernehmen.

Wegen der ausgepr√§gten topographischen Gliederung des Stuttgarter Raumes ist sowohl bei h√∂heren Windgeschwindigkeiten (dynamisch dominiertes, √ľberregionales Windregime) als auch bei Schwachwindsituationen (Ausbildung thermischer Windsysteme) eine deutliche lokale Modifikation des bodennahen Windes zu erwarten. Da es nicht m√∂glich ist, an jeder "Ecke" den Wind zu messen bietet es sich an, mit Computermodellberechnungen das Windfeld zu bestimmen

F√ľr die Berechnung bei √ľberregionalem Wind wird das diagnostische Windfeldmodell "DiWiMo2" verwendet. "DiWiMo2" basiert auf Moussiopoulos N., Flassak Th. und Knittel G. (1988) und wurde vom B√ľro Dr. A. Lohmeyer weiterentwickelt. Ein Diagnostisches Windfeldmodell ist ein Rechenmodell, mit dem ein Str√∂mungsfeld in topographisch gegliedertem Gel√§nde auf der Basis von Windmessungen berechnet werden kann. Hindernisse wie Geb√§ude, B√§ume und W√§lle werden nicht direkt aufgel√∂st, sondern werden als Rauhigkeiten betrachtet. Diagnostische Modelle sind sehr √∂konomisch bez√ľglich Speicherplatz und Rechenzeit und eignen sich daher sehr gut f√ľr eine Online-Berechnung.

"DiWiMo2" erh√§lt als Eingangsdaten f√ľr die Berechnungen halbst√ľndlich aktualisierte Windmessungen im Stadtgebiet von Stuttgart. Die Lage der Messstationen wurde dabei so gew√§hlt, dass sie f√ľr typische topographische Bereiche von Stuttgart repr√§sentativ sind. So ist die Station Schwabenzentrum (St) repr√§sentativ f√ľr den Innenstadtkessel, die Station Geschwister Scholl Gymnasium (GS) f√ľr die Filderfl√§che, die Feuerwache Bad Cannstatt (Fw) f√ľr das Neckartal und die Station Berger Tunnel (Bt) f√ľr den √úbergangsbereich Innenstadtkessel zum Neckartal.

"DiWiMo2" berechnet ein vertikales Windprofil und inter- und extrapoliert zwischen den Messwerten, um ein dreidimensionales Initialwindfeld zu erhalten. Im zweiten Schritt wird das dreidimensionale Initialwindfeld derart korrigiert, dass die Massenerhaltung im Rechengebiet bis zu einer H√∂he von 2 km erf√ľllt wird. Dies wird erreicht durch die iterative L√∂sung einer elliptischen Differentialgleichung.

Die sich in Stuttgart bei windschwachen Strahlungsn√§chten ausbildenden Kaltluftsysteme werden mit dem Kaltluftmodell "KALM" simuliert. Das Programm "KALM" wurde ebenfalls am B√ľro Dr. A. Lohmeyer in Karlsruhe entwickelt. Wann Kaltluft flie√üt, wird durch die Betrachtung der meteorlogischen Messungen an der Station Schwabenzentrum (Tageszeit, Strahlungsbilanz und Windrichtung) und am Geschwister Scholl Gymnasium (Windgeschwindigkeit) bestimmt.

Die dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf eine H√∂he von ca. 5 m √ľber Grund und ber√ľcksichtigen nicht einzelnen Geb√§ude. Somit k√∂nnen sehr kleinr√§umig andere Windsituationen vorhanden sein, als in den Berechnungen dargestellt. Das aktuell berechnete Windfeld wird grafisch dargestellt und auf den Web-Server √ľbertragen. Somit ist es m√∂glich das berechnete Windfeld im Internet direkt abzurufen.


 
 

© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie