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Heft 12: Klimamessungen im Plangebiet Stuttgart 21


Zusammenfassung
 
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung und Bewertung der klimatischen Ausgleichsleistung von Grünanlagen in der Stuttgarter Innenstadt. Die Arbeit ist eingebettet in eine Reihe von Umweltuntersuchungen die das städtebauliche Projekt Stuttgart 21 im Planungsablauf begleiten. In der Wirkung als potentiell kühlere, klimaaktive und klimameliorativ wirkende Flächen im Planungsgebiet wurden die thermisch induzierten Ausgleichsströmungen der Grünanlagen Rosensteinpark, Pragfriedhof und der Schloßgärten anhand eines stationären Sondermessnetzes und anhand von mobilen Messungen zwischen Januar und Dezember 1997 analysiert.  
 
Die Ergebnisse ermöglichen räumlich differenzierte Aussagen zum klimatischen Wirkungsbereich und der die Austauschprozesse bestimmenden städtebaulichen und klimatischen Faktoren sowie eine Bewertung der geplanten Veränderungen durch das Projekt Stuttgart 21.

Stationäre Messungen
 
Die stationären Messungen verdeutlichten neben der Kanalisierung des regionalen Windfeldes die geringen Windgeschwindigkeiten im Stadtgebiet von Stuttgart. Der Einfluss des nächtlichen Kaltluftsystemes des "Nesenbächers", welchem durch die Windarmut im Stuttgarter Stadtgebiet eine zentrale Bedeutung für den Luftaustausch zukommt, konnte bis in die Anlagen des Unteren Schloßgartens nachgewiesen werden.
 
Eine Modifikation des horizontalen Windfeldes durch den Einfluss unterschiedlicher Baukörperstrukturen ließ sich durch den Vergleich von Klimastationen im Stadtgebiet nachweisen. Dabei zeigte sich die Station Schloßgarten als Messpunkt innerhalb einer Grünanlage als extrem windarm. Die mittlere Windgeschwindigkeit von 0,6m/s bei über 50% Calmen wurde auf das Abbremsen der vorherrschenden Windgeschwindigkeit durch den Vegetationsbestand zurückgeführt.
 
Mobile Messungen
 
Messfahrten während unterschiedlicher Witterungen ergaben eine eindeutig wettertypenspezifische Ausprägung der Temperaturdifferenzen zwischen den im Untersuchungsgebiet klassifizierten Klimatopen. Maximale Temperaturunterschiede wurden während austauscharmer Strahlungswetterlagen gemessen. Durchaus erhebliche Differenzen traten jedoch auch bei den als Böentyp und Neutraltyp klassifizierten Witterungen auf.
 
Es zeigte sich, dass der Einfluss höherer Windgeschwindigkeiten im Abbau mikroklimatischer Differenzen wirksamer ist als eine zunehmende Bewölkung. Hinsichtlich der niedrigeren Windgeschwindigkeit im Stadtgebiet von Stuttgart -die Wettertypenklassifikation basierte auf den Daten der Freilandstation Stuttgart-Schnarrenberg- aber auch der absoluten Häufigkeit der Wettertypen ist, neben der unbestrittenen Bedeutung des Strahlungswettertyps mit 20% der klassifizierten Tage/Nächte, auch der Neutraltyp mit über 40% der klassifizierten Tage/Nächte für die potentielle Ausbildung thermisch induzierter Ausgleichsströmungen zu berücksichtigen.
 
Räumlich differenzierte Messfahrten während austauscharmer Strahlungswetterlagen verdeutlichten gleichermaßen die Einflüsse der Baukörperstruktur wie der Topographie auf die Temperaturverhältnisse im Untersuchungsgebiet, hinter welchen die Modifikationen der Tages- und Jahreszeit deutlich zurücktraten.
 
Die Lufttemperaturen stiegen mit zunehmendem Versiegelungsgrad und der Nähe zum Kernstadtbereich. Die niedrigsten Lufttemperaturen wurden, bis auf wenige Ausnahmen, in Tiefenlagen gemessen.
 
Die untersuchten Grünanlagen setzten sich, modifiziert durch die obigen Einflussgrößen, sämtlich durch negative Temperaturgradienten von der umgebenden Bebauung ab. Eine kompakte Form wie auch die Vernetzung der Anlagen fördert eine Temperaturabsenkung innerhalb der Anlagen deutlich.
 
Wirkungsbereich der Grünanlagen
 
Der thermische Wirkungsbereich der Grünanlagen in die Bebauung hinein -die Außenwirkung- wurde anhand des Temperaturverlaufes entlang von sog. Transekten bestimmt. Eine charakteristische Temperaturabnahme in der Bebauung zur Grünanlage hin definierte ab einem berechneten Grenzwert die klimatische Wirkung der Grünanlage.
 
Vielfach war ein Übergangsbereich festzustellen, in dem die Temperatur schon innerhalb der Grünanlage charakteristisch anstieg. Nach der theoretischen Vorstellung von thermisch induzierten Ausgleichsströmungen ist damit von einer Strukturwindzirkulation zwischen den unterschiedlich temperierten Flächen auszugehen, die eine wechselseitige Beeinflussung zur Folge hat.
 
Die Ausbildung eines klimatischen Wirkungsbereiches erwies sich neben der Ausprägung der Temperaturdifferenzen als stark abhängig von den struktur- und lagespezifischen Standorteigenschaften des Strukturwechsels:
  - Ein zunehmender Versiegelungsgrad der angrenzenden Bebauung sowie grenzparallele, geschlossene Häuserfronten hemmen einen potentiellen Luftaustausch, während eine aufgelockerte Struktur mit senkrecht auf die Grünfläche gerichteten Luftleitbahnen weitere Wirkungsbereiche ermöglichen.
  - Verkehrsschneisen entlang der Grenze der Grünflächen beeinträchtigen die Austauschwirkung oder verhindern diese bei zunehmender Verkehrsdichte völlig.
  - Die abgesenkte Lage der Grünanlage im Relief bzw. zur angrenzenden Bebauung erschwert die Ausbildung weitreichender Wirkungsbereiche. Im Gegenzug konnten maximale im Untersuchungsbereich gemessene Wirkungsbereiche auf eine herausgehobene Lage der Grünfläche zurückgeführt werden.
  - Im stark reliefierten Stuttgarter Stadtgebiet erwies sich die Lage eines Teils der Grünanlagen in der Tiefenlinie von Seitentälern bzw. im Nesenbachtal als positiv für deren klimameliorative Wirkung. Die reliefbestimmten lokalen Kaltluftflüsse können die Strömung kühler Luftvolumina in die Bebauung hinein unterstützen.
  Die im Untersuchungsgebiet berechneten Wirkungsbereiche sind mit 25 bis maximal 300m vergleichsweise gering (vgl. v. Stülpnagel 1988).
 
Die Ursache sind, neben dem Faktor der Größe der Anlage, die meist ungünstigen strukturellen Faktoren im Übergangsbereich wie auch die Lage der Grünflächen im Relief. Negativ auf die Ausbildung von Strukturwindzirkulationen im Stuttgarter Stadtgebiet wirken sich in erster Linie die Straßen mit hoher Verkehrsbelastung aus, die einen Großteil der Stuttgarter Grünanlagen unmittelbar umgrenzen. Mechanische und thermische Turbulenzen im Straßenraum verhindern einen Austausch der unterschiedlich temperierten Luftvolumina meist völlig.
 
Besonders betroffen sind hiervon die Schloßgärten, die sowohl voneinander als auch an ihrer Ostflanke durch Verkehrsschneisen, hier die B14, isoliert werden. Desgleichen gilt für den Nordteil des Rosensteinparkes, der abgeschirmt wird durch die B10, und die Westgrenze des Pragfriedhofes, tangiert durch die B27.
 
Ebenfalls als hemmend auf die Ausbildung weitreichender Wirkungsbereiche erweisen sich die Tallage speziell der Schloßgärten und die Lage des nördlichen Rosensteinparkes unter dem Niveau der umgebenden Bebauung. Eine klimatische Innenwirkung dieser Bereiche der Grünanlagen seht der Forderung nach einer verstärkten Wirkung in die angrenzende Bebauung entgegen.


 
 
© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie