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Online Windfeldberechnung

Online-Berechnung des Windfeldes fĂŒr das Stadtgebiet von Stuttgart

Reliefsituation

Stadtkarte

Windrosen

Ablaufschema der Windfeldberechnung

ErlĂ€uterungen zur Windfeldberechnung fĂŒr den Raum Stuttgart

WindstÀrkeskala

Windfelder der letzten 24 Stunden




WindverhÀltnisse in Stuttgart

Der Wind, charakterisiert durch die Windgeschwindigkeit und Windrichtung, bestimmt die Ausbreitung von Luftschadstoffen und ist deshalb bedeutsam fĂŒr die lufthygienischen VerhĂ€ltnisse. Ein wesentliches Merkmal des Stuttgarter Klimas ist seine Windarmut, die nicht allein auf die Lage der Stadt in zwei Stufenrandbuchten der Keuperhöhen zurĂŒckzufĂŒhren ist. Die gesamte Region des Neckarbeckens ist generell fĂŒr niedrige Windgeschwindigkeiten bei großer HĂ€ufigkeit von Windstillen bekannt. Dies ergibt sich durch die großrĂ€umige Luftdruckverteilung in SĂŒddeutschland und die Abschattung durch den Schwarzwald, die SchwĂ€bische Alb, den Schurwald und den SchwĂ€bisch-FrĂ€nkischen Wald.

Bedingt durch die Topografie kann fĂŒr Stuttgart keine einheitliche Windrose angegeben werden. Am ehesten ist noch die Windrose fĂŒr den Flughafen Stuttgart geeignet, den regionalen Wind zu beschreiben. Ansonsten kann man behaupten, "an jeder Ecke weht ein anderer Wind". Der Abschattungseffekt der umgebenden HöhenzĂŒge hat zur Folge, dass sich speziell an den HĂ€ngen und in den TĂ€lern hĂ€ufig lokale Windsysteme entwickeln können, die zwar keine hohen Windgeschwindigkeiten hervorrufen, aber fĂŒr die lokale BelĂŒftung der Stadtteile eine wichtige Rolle ĂŒbernehmen.

Wegen der ausgeprĂ€gten topographischen Gliederung des Stuttgarter Raumes ist sowohl bei höheren Windgeschwindigkeiten (dynamisch dominiertes, ĂŒberregionales Windregime) als auch bei Schwachwindsituationen (Ausbildung thermischer Windsysteme) eine deutliche lokale Modifikation des bodennahen Windes zu erwarten. Da es nicht möglich ist, an jeder "Ecke" den Wind zu messen bietet es sich an, mit Computermodellberechnungen das Windfeld zu bestimmen

FĂŒr die Berechnung bei ĂŒberregionalem Wind wird das diagnostische Windfeldmodell "DiWiMo2" verwendet. "DiWiMo2" basiert auf Moussiopoulos N., Flassak Th. und Knittel G. (1988) und wurde vom BĂŒro Dr. A. Lohmeyer weiterentwickelt. Ein Diagnostisches Windfeldmodell ist ein Rechenmodell, mit dem ein Strömungsfeld in topographisch gegliedertem GelĂ€nde auf der Basis von Windmessungen berechnet werden kann. Hindernisse wie GebĂ€ude, BĂ€ume und WĂ€lle werden nicht direkt aufgelöst, sondern werden als Rauhigkeiten betrachtet. Diagnostische Modelle sind sehr ökonomisch bezĂŒglich Speicherplatz und Rechenzeit und eignen sich daher sehr gut fĂŒr eine Online-Berechnung.

"DiWiMo2" erhĂ€lt als Eingangsdaten fĂŒr die Berechnungen halbstĂŒndlich aktualisierte Windmessungen im Stadtgebiet von Stuttgart. Die Lage der Messstationen wurde dabei so gewĂ€hlt, dass sie fĂŒr typische topographische Bereiche von Stuttgart reprĂ€sentativ sind. So ist die Station Schwabenzentrum (St) reprĂ€sentativ fĂŒr den Innenstadtkessel, die Station Geschwister Scholl Gymnasium (GS) fĂŒr die FilderflĂ€che, die Feuerwache Bad Cannstatt (Fw) fĂŒr das Neckartal und die Station Berger Tunnel (Bt) fĂŒr den Übergangsbereich 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 Höhe von 2 km erfĂŒllt wird. Dies wird erreicht durch die iterative Lösung einer elliptischen Differentialgleichung.

Die sich in Stuttgart bei windschwachen StrahlungsnĂ€chten ausbildenden Kaltluftsysteme werden mit dem Kaltluftmodell "KALM" simuliert. Das Programm "KALM" wurde ebenfalls am BĂŒro Dr. A. Lohmeyer in Karlsruhe entwickelt. Wann Kaltluft fließt, 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 Höhe von ca. 5 m ĂŒber Grund und berĂŒcksichtigen nicht einzelnen GebĂ€ude. Somit können sehr kleinrĂ€umig andere Windsituationen vorhanden sein, als in den Berechnungen dargestellt. Das aktuell berechnete Windfeld wird grafisch dargestellt und auf den Web-Server ĂŒbertragen. Somit ist es möglich das berechnete Windfeld im Internet direkt abzurufen.


 
 

© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie