ISBN: 3-540-64206-4
TITLE: Stadtklima und Luftreinhaltung
AUTHOR: Helbig, Alfred; Baumller, J.; Kerschgens, M.J. (Hrsg.)
TOC:

1 Einleitung 1 
A. Helbig, H. Schirmer 
1.1 Zielstellung des Handbuchs 1 
1.2 Stadtklima  Beispiel eines anthropogenen Einflusses 
auf das Klimasystem 2 
1.3 Stand und Ziele der Stadtklimaforschung 3 
2 Wirkungsfaktoren im mikro- und mesosklimatischen Scale 6 
A. Helbig, H. Schirmer 
2.1 Mikro- und Mesoscale 6 
2.2 Definitionen von Wetter, Witterung, Klima und Stadtklima 8 
2.3 Interne und externe Wechselwirkungen 
im urbanen Klimasystem 10 
2.3.1 Interne Wechselwirkungen 10 
2.3.2 Externe Wechselwirkungen 11 
3 Grundzge und Ursachen des Stadtklimas 15 
3.1 Anthropogene Modifikation der atmosphrischen 
Grenzschicht 15 
A. Helbig 
3.1.1 Energie- und Stoffbilanz 15 
3.1.2 Bereiche der anthropogenen Eingriffe 21 
3.2 Energie- und Strahlungsflsse in der Stadtgrenzschicht 27 
A. Helbig 
3.2.1 Kurzwellige Strahlungsflsse 27 
3.2.2 Langwellige Strahlungsflsse 29 
3.2.3 Strahlungsbilanz 30 
3.2.4 Fhlbarer und latenter Wrmestrom 30 
3.2.5 Wrmeleitungsstrom und Speicherung 31 
3.3 Lufttemperaturen in der Stadtgrenzschicht 32 
A. Helbig, auer 3.3.2.2 
3.3.1 Horizontales Temperaturfeld, Wrmeinsel 32 
3.3.2 Vertikales Temperaturfeld 39 
3.4 Feuchtefeld in der Stadtgrenzschicht 52 
A. Helbig 
3.5 Windfeld 53 
W. Beckrge 
3.5.1 Grundlagen 54 
3.5.2 Stadtspezifische Vernderungen der Windgeschwindigkeit 
in Bodennhe 71 
3.5.3 Das Windfeld der stdtischen Grenzschicht 77 
3.5.4 Luftaustausch und Turbulenz in Stadtgebieten 83 
3.5.5 Aspekte fr die Planung 84 
4 Stadtklimatische Phnomene 95 
4.1 Anthropogene Energieerzeugung und -freisetzung 95 
A. Helbig, gekrzt nach Baltrusch, Schtz (1988) 
4.1.1 Definition des Begriffs "Abwrme" 95 
4.1.2 Abwrmequellengruppen 96 
4.1.3 Zeitverhalten der Abwrmequellen 96 
4.1.4 Formen der Abwrmequellen 98 
4.1.5 Abwrmekomponenten 99 
4.1.6 Abwrmekataster 99 
4.1.7 Planungsvorgaben und Ziele 102 
4.2 Aerosole 102 
A. Helbig, gekrzt nach Lbel (1988a) 
4.2.1 Definitionen und physikalische Eigenschaften 102 
4.2.2 Quellen und Senken 103 
4.2.3 Chemische Eigenschaften 105 
4.2.4 Lufttrbung und Sichtweite 106 
4.3 Regionale und lokale Windsysteme 107 
W. Beckrge 
4.3.1 Entstehung 107 
4.3.2 Auswirkungen/Frischluftzufuhr 115 
4.3.3 Aspekte fr die Planung 116 
4.4 Wolken und Niederschlag 117 
4.4.1 Wolken- und Niederschlagsbildung 117 
A. Helbig 
4.4.2 Niederschlagsverhltnisse in Stdten, gezeigt am Beispiel 
Berlin und Hamburg 119 
P. Schlaak 
4.4.3 Aspekte fr die Planung 125 
P. Schlaak 
5 Das Bioklima des Menschen in der Stadt 126 
G. Jendritzky, A. Grtz, 5.3.3.4 mit W.-P- Gerth 
5.1 Gesundheitliche Bedeutung des Stadtklimas 126 
5.2 Biometeorologische Wirkungskomplexe 130 
5.2.1 Der thermische Wirkungskomplex 132 
5.2.2 Der lufthygienische Wirkungskomplex 141 
5.2.3 Der aktinische Wirkungskomplex 143 
5.3 Umsetzung in der Planung 144 
5.3.1 Wie ist Bioklima durch Stadtplanung beeinflubar? 144 
5.3.2 UBIKLIM 145 
5.3.3 Anwendungsbeispiele 150 
6 Wechselwirkung zwischen Gebude und Atmosphre 159 
J. Baumller, A. Helbig 
6.1 Mesoklima und Mikroklima am Gebude 159 
6.2 Energiehaushalt und Wrmeschutz 160 
6.2.1 Energiehaushalt eines Gebudes 160 
6.2.2 Wrmeschutz und Solarenergie 161 
6.3 Dachbegrnung und Fassadenbegrnung 164 
6.3.1 Dachbegrnung 164 
6.3.2 Fassadenbegrnung 165 
7 Emission, Umwandlung, Immission 167 
7.1 Luftzusammensetzung 167 
J. Baumller 
7.2 Emission von Luftschadstoffen 168 
J. Baumller 
7.2.1 Emissionen in der Bundesrepublik Deutschland 169 
7.2.2 Ausblick 188 
7.3 Chemische Umwandlungen von Spurenstoffen in Stadtluft 189 
G. Baumbach 
7.3.1 Allgemeine Betrachtungen 189 
7.3.2 Berechnung von Reaktionsraten 191 
7.3.3 Oxidation von SO_2 192 
7.3.4 Reaktion von Stickoxiden 193 
7.3.5 Ozon in der Umgebungsluft 198 
7.3.6 Kohlenstoffverbindungen 205 
7.4 Immissionen 206 
J. Baumller 
7.4.1 Langzeitentwicklung der Schadstoffbelastung 208 
7.4.2 Jahresgang 212 
7.4.3 Wochengang 215 
7.4.4 Tagesgang 215 
7.4.5 Inversionen und Luftbelastung 222 
7.4.6 Schadstoffwindrosen 226 
7.4.7 Luftaustauschgren 227 
7.5 Trockene und nasse Deposition 230 
G. Baumbach, berarabeitet und ergnzt nach Lbel (1988b) 
7.5.1 Trockene Deposition 230 
7.5.2 Nasse Deposition 240 
7.6 Administrative Gesichtspunkte fr die Belange Luft und Klima 249 
J. Baumller, U. Hoffmann 
7.6.1 Bundes-Immissionsschutzgesetz 249 
7.6.2 Baugesetzbuch und Baunutzungsverordnung 260 
8 berblick ber die Wirkungen von Luftverunreinigungen auf Mensch, 
Tier, Pflanze, Boden und Materialien 272 
E. Koch 
8.1 Vorbemerkung 272 
8.2 Wirkungen auf den Menschen 273 
8.2.1 Allgemeines 273 
8.2.2 Wirkungscharakter einzelner Luftverunreinigungskomponenten 274 
8.3 Wirkungen auf Tiere 277 
8.4 Wirkungen auf Pflanzen 278 
8.4.1 Allgemeines 278 
8.4.2 Wirkungscharakter einzelner Luftverunreinigungskomponenten 279 
8.5 Wirkungen auf den Boden 281 
8.6 Wirkungen auf Materialien 281 
8.7 Gerche 282 
8.7.1 Beurteilungsgrundlagen 282 
8.7.2 Aspekte fr die Planung 285 
9 Menetze, Meverfahren 289 
9.1 Meteorologische Messungen in Stadtgebieten 289 
U. Otte 
9.1.1 Stationre meteorologische Menetze 289 
9.1.2 Temporre Menetze in Stdten 290 
9.1.3 Feldexperimente 292 
9.1.4 Ergnzende Verfahren 299 
9.1.5 Aspekte fr die Planung 299 
9.2 Luftmenetze 300 
J. Baumller 
9.3 Wirkungsbezogene Meverfahren 307 
E. Koch 
9.3.1 Allgemeines 307 
9.3.2 Begriffsbestimmungen 308 
9.3.3 Wirkungserhebungen an Menschen 309 
9.3.4 Wirkungserhebungen an Pflanzen 310 
9.3.5 Wirkungserhebungen an Tieren 313 
9.3.6 Wirkungserhebungen an Materialien 314 
9.3.7 Hinweise fr die Anwendung der Verfahren in Planungsfllen 314 
10 Die Anwendung Geographischer Informationssysteme und 
geostatistischer Methoden in der Stadt- und Regionalplanung 317 
10.1 Grundlegende Hinweise zur Anwendung von Geographischen 
Informationssystemen (GIS) und rumlichen Interpolations- 
verfahren 317 
B. Bernsdorf 
10.1.1 Definitorischer berblick 318 
10.1.2 Die Mastabsfrage: Vektor- oder Rasterdaten? 319 
10.1.3 Die geographische Datenbank  Besonderheiten der raum- 
bezogenen Datenhaltung 320 
10.1.4 Von der Punkt- zur Flcheninformation  
Interpolationsalgorithmen 321 
10.1.5 Multimedia, INTERNET, World Wide Web (WWW)  
Perspektiven und jngere Trends auf dem GIS-Sektor 322 
10.1.6 GIS-Funktionalitten und rechentechnische Voraussetzungen 324 
10.2 Anwendung von GIS im Planungsbereich, speziell in der Stadt- 
planung, hinsichtlich der Bereiche Klima/Lufthygiene 324 
U. Seher 
10.2.1 Klima und Planung 324 
10.2.2 Informationsbedarf der Regionalplanung/Stadtplanung 
zum Funktionsbereich Klima/Luft 326 
10.2.3 Die Datenlage und -reduktion im Funktionsbereich Klima/Luft 327 
10.3 GIS und Modelle in der Stadtklimatologie 328 
A. Helbig 
11 Modellierungen 332 
11.1 Grundlagen der Modellierung des Stadtklimas 
und der Schadstoffausbreitung 332 
M.J. Kerschgens 
11.1.1 Einleitung 332 
11.1.2 Prinzipielle Gleichungen 333 
11.1.3 Klassifizierung stadtmeteorologischer Modelle 335 
11.1.4 Modelle ohne explizite Auflsung stdtischer Strukturen 337 
11.1.5 Modellierung innerhalb stdtischer Strukturen 347 
11.1.6 Vergleich mit Messungen 352 
11.2 Modelle zur Simulation der Ausbreitung von 
Luftbeimengungen 353 
K. Mameyer 
11.2.1 Diffusionskategorien und Prprozessoren 356 
11.2.2 Modelltypen 362 
11.2.3 Spezielle Modelle fr Kfz-bedingte Ausbreitung 
in Straenschluchten 372 
11.2.4 Modellierung der Schadstoffablagerung durch Prozesse der 
trockenen Deposition 375 
11.2.5 berhhungsformeln 376 
11.2.6 Schwergasausbreitung 377 
11.3 Windkanal 379 
J. Baumller 
11.3.1 Allgemeines 379 
11.3.2 Der Windkanal als Untersuchungsmethode 379 
11.3.3 Windkomfort 386 
11.3.4 Standorte von Windkanlen 387 
12 Stadtklima und Luftreinhaltung in sterreich anhand von Beispielen 389 
R. Lazar 
12.1 Einleitung und Problemstellung 389 
12.2 Stadtklimaanalysen 389 
12.2.1 Stadtklimauntersuchungen Salzburg 389 
12.2.2 Untersuchungen zum Stadtklima in Klagenfurt 393 
12.2.3 Untersuchungen zum Stadt- und Gelndeklima in Dornbirn 
(Vorarlberg) 396 
12.2.4 Untersuchungen zum Stadtklima von Wien 398 
12.2.5 Stadtklimatische Untersuchungen in Linz 401 
12.2.6 Untersuchungen zum Stadtklima von Graz 403 
12.3 Untersuchungen zur Schadstoffausbreitung in sterreich 414 
12.4 Zusammenfassung 418 
13 Stadtklimaforschung in der Schweiz 419 
E. Parlow 
13.1 Einleitung 419 
13.2 Schadstoffimmission, Transportvorgnge und Emission 420 
13.3 Meteorologie der stdtischen Grenzschicht 422 
13.4 Stadtklima und Planung 424 
14 Beschreibung der CD-ROM zum Buch 425 
A. Helbig 
Literaturverzeichnis 428 
Sachverzeichnis 461 
END
