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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 GrĂŒnanlagen in der Stuttgarter Innenstadt. Die Arbeit ist eingebettet in eine Reihe von Umweltuntersuchungen die das stĂ€dtebauliche Projekt Stuttgart 21 im Planungsablauf begleiten. In der Wirkung als potentiell kĂŒhlere, klimaaktive und klimameliorativ wirkende FlĂ€chen im Planungsgebiet wurden die thermisch induzierten Ausgleichsströmungen der GrĂŒnanlagen Rosensteinpark, Pragfriedhof und der SchloßgĂ€rten anhand eines stationĂ€ren Sondermessnetzes und anhand von mobilen Messungen zwischen Januar und Dezember 1997 analysiert.  
 
Die Ergebnisse ermöglichen rÀumlich differenzierte Aussagen zum klimatischen Wirkungsbereich und der die Austauschprozesse bestimmenden stÀdtebaulichen und klimatischen Faktoren sowie eine Bewertung der geplanten VerÀnderungen durch das Projekt Stuttgart 21.

StationÀre Messungen
 
Die stationĂ€ren Messungen verdeutlichten neben der Kanalisierung des regionalen Windfeldes die geringen Windgeschwindigkeiten im Stadtgebiet von Stuttgart. Der Einfluss des nĂ€chtlichen Kaltluftsystemes des "NesenbĂ€chers", welchem durch die Windarmut im Stuttgarter Stadtgebiet eine zentrale Bedeutung fĂŒr 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 GrĂŒnanlage als extrem windarm. Die mittlere Windgeschwindigkeit von 0,6m/s bei ĂŒber 50% Calmen wurde auf das Abbremsen der vorherrschenden Windgeschwindigkeit durch den Vegetationsbestand zurĂŒckgefĂŒhrt.
 
Mobile Messungen
 
Messfahrten wÀhrend unterschiedlicher Witterungen ergaben eine eindeutig wettertypenspezifische AusprÀgung der Temperaturdifferenzen zwischen den im Untersuchungsgebiet klassifizierten Klimatopen. Maximale Temperaturunterschiede wurden wÀhrend 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 HĂ€ufigkeit der Wettertypen ist, neben der unbestrittenen Bedeutung des Strahlungswettertyps mit 20% der klassifizierten Tage/NĂ€chte, auch der Neutraltyp mit ĂŒber 40% der klassifizierten Tage/NĂ€chte fĂŒr die potentielle Ausbildung thermisch induzierter Ausgleichsströmungen zu berĂŒcksichtigen.
 
RĂ€umlich differenzierte Messfahrten wĂ€hrend austauscharmer Strahlungswetterlagen verdeutlichten gleichermaßen die EinflĂŒsse der Baukörperstruktur wie der Topographie auf die TemperaturverhĂ€ltnisse im Untersuchungsgebiet, hinter welchen die Modifikationen der Tages- und Jahreszeit deutlich zurĂŒcktraten.
 
Die Lufttemperaturen stiegen mit zunehmendem Versiegelungsgrad und der NĂ€he zum Kernstadtbereich. Die niedrigsten Lufttemperaturen wurden, bis auf wenige Ausnahmen, in Tiefenlagen gemessen.
 
Die untersuchten GrĂŒnanlagen setzten sich, modifiziert durch die obigen EinflussgrĂ¶ĂŸen, sĂ€mtlich 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 GrĂŒnanlagen
 
Der thermische Wirkungsbereich der GrĂŒnanlagen in die Bebauung hinein -die Außenwirkung- wurde anhand des Temperaturverlaufes entlang von sog. Transekten bestimmt. Eine charakteristische Temperaturabnahme in der Bebauung zur GrĂŒnanlage hin definierte ab einem berechneten Grenzwert die klimatische Wirkung der GrĂŒnanlage.
 
Vielfach war ein Übergangsbereich festzustellen, in dem die Temperatur schon innerhalb der GrĂŒnanlage charakteristisch anstieg. Nach der theoretischen Vorstellung von thermisch induzierten Ausgleichsströmungen ist damit von einer Strukturwindzirkulation zwischen den unterschiedlich temperierten FlĂ€chen auszugehen, die eine wechselseitige Beeinflussung zur Folge hat.
 
Die Ausbildung eines klimatischen Wirkungsbereiches erwies sich neben der AusprÀgung der Temperaturdifferenzen als stark abhÀngig von den struktur- und lagespezifischen Standorteigenschaften des Strukturwechsels:
  - Ein zunehmender Versiegelungsgrad der angrenzenden Bebauung sowie grenzparallele, geschlossene HĂ€userfronten hemmen einen potentiellen Luftaustausch, wĂ€hrend eine aufgelockerte Struktur mit senkrecht auf die GrĂŒnflĂ€che gerichteten Luftleitbahnen weitere Wirkungsbereiche ermöglichen.
  - Verkehrsschneisen entlang der Grenze der GrĂŒnflĂ€chen beeintrĂ€chtigen die Austauschwirkung oder verhindern diese bei zunehmender Verkehrsdichte völlig.
  - Die abgesenkte Lage der GrĂŒnanlage im Relief bzw. zur angrenzenden Bebauung erschwert die Ausbildung weitreichender Wirkungsbereiche. Im Gegenzug konnten maximale im Untersuchungsbereich gemessene Wirkungsbereiche auf eine herausgehobene Lage der GrĂŒnflĂ€che zurĂŒckgefĂŒhrt werden.
  - Im stark reliefierten Stuttgarter Stadtgebiet erwies sich die Lage eines Teils der GrĂŒnanlagen in der Tiefenlinie von SeitentĂ€lern bzw. im Nesenbachtal als positiv fĂŒr deren klimameliorative Wirkung. Die reliefbestimmten lokalen KaltluftflĂŒsse können die Strömung kĂŒhler Luftvolumina in die Bebauung hinein unterstĂŒtzen.
  Die im Untersuchungsgebiet berechneten Wirkungsbereiche sind mit 25 bis maximal 300m vergleichsweise gering (vgl. v. StĂŒlpnagel 1988).
 
Die Ursache sind, neben dem Faktor der GrĂ¶ĂŸe der Anlage, die meist ungĂŒnstigen strukturellen Faktoren im Übergangsbereich wie auch die Lage der GrĂŒnflĂ€chen 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 GrĂŒnanlagen unmittelbar umgrenzen. Mechanische und thermische Turbulenzen im Straßenraum verhindern einen Austausch der unterschiedlich temperierten Luftvolumina meist völlig.
 
Besonders betroffen sind hiervon die SchloßgĂ€rten, die sowohl voneinander als auch an ihrer Ostflanke durch Verkehrsschneisen, hier die B14, isoliert werden. Desgleichen gilt fĂŒr 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 SchloßgĂ€rten und die Lage des nördlichen Rosensteinparkes unter dem Niveau der umgebenden Bebauung. Eine klimatische Innenwirkung dieser Bereiche der GrĂŒnanlagen seht der Forderung nach einer verstĂ€rkten Wirkung in die angrenzende Bebauung entgegen.


 
 

© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie