Wie beeinflusst die Meteorologie das Lärmschutzpotenzial von Waldgebieten?
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- Stephanie Bader
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1 Fakultät Umweltwissenschaften, Fachrichtung Hydrowissenschaften, Institut für Hydrologie und Meteorologie Wie beeinflusst die Meteorologie das Lärmschutzpotenzial von Waldgebieten? Astrid Ziemann 1, D. Keith Wilson 2 1) Technische Universität Dresden, Professur für Meteorologie 2) U.S. Army Engineer Research and Development Center, Hanover METTOOLS 2015 Offenbach
2 Gradient effektive Schallgeschwindigkeit [1/s] Einleitung :00 Meteorologischer Einfluss auf Schallpegelmessungen 20:00 00:00 16:00 20:00 00:00 04:00 08: Uhrzeit [MEZ] Schallpegel [db] 1000 Hz Entfernung von Quelle: 143 m Korrelation zwischen Vertikalgradient (10-2 m Höhe) der effektiven Schallgeschwindigkeit (Temperatur- und Windeffekt) und Schallpegel
3 Modellgebiet: Waldstreifen Modellwald: Homogener Waldstreifen (am Rand gestuft) in einer homogenen Graslandschaft Methoden
4 Simulation meteorologischer Größen , 12 Uhr, gestufter Laubwaldstreifen Horizontale Windgeschwindigkeit in m/s Lufttemperatur in C Ergebnisse Grenzschichtmodell HIRVAC HIgh Resolution Vegetation Atmosphere Coupler
5 Höhe [m] Simulation vertikaler Gradienten der Schallgeschwindigkeit , 12 Uhr, im Luv des Waldes Aufwärtsbrechung Abwärtsbrechung Gegenwind Mitwind Luv Gradient c eff [1/s] Ergebnisse
6 Simulation vertikaler Gradienten der Schallgeschwindigkeit Höhe [m] Abwärtsbrechung Aufwärtsbrechung Gradient c eff [1/s] Ergebnisse , 12 Uhr, im Wald Gegenwind Mitwind Wald Gegenwind Mitwind Luv
7 Simulation vertikaler Gradienten der Schallgeschwindigkeit Höhe [m] Abwärtsbrechung Aufwärtsbrechung Gradient c eff [1/s] Ergebnisse , 12 Uhr, im Lee des Waldes Gegenwind Mitwind Lee Gegenwind Mitwind Wald Gegenwind Mitwind Luv
8 Methoden Modellgebiet: Waldstreifen
9 Simulation Schalldämpfung Schallfrequenz=500 Hz Schalldämpfung [db] m Entfernung 164 m Entfernung Uhrzeit Mitwind: Gegenwind: Ergebnisse Schalldämpfung [db] Uhrzeit Schallwellenmodel CNPE (nach Wilson et al., 2012, InterNoise)
10 Simulation Schalldämpfung Schallfrequenz=500 Hz Schalldämpfung [db] 48 m Entfernung 164 m Entfernung Mitwind Gegenwind Schalldämpfung [db] Rot: Laubwald, Grün: Nadelwald, Schwarz: Gras Schalldämpfung in Gegenwindrichtung (außer für Laubwald in großer Entfernung) Differenzen zwischen Szenarios mit Entfernung Ergebnisse
11 Simulation Schalldämpfung Schallfrequenz=63 Hz m Entfernung 164 m Entfernung Schalldämpfung [db] Mitwind Gegenwind Schalldämpfung [db] Rot: Laubwald, Grün: Nadelwald, Schwarz: Gras Maximale tägliche Variabilität im Sommer Ergebnisse
12 Messungen auf einer Waldlichtung/ in einem Altfichtenbestand August/September 2011 Tharandter Wald bei Dresden
13 Modellgebiet: Waldlichtung Downwind Upwind Inhomogeneous forest Clearing Inhomogeneous forest Methoden Schnittbild durch das Modellgebiet West Ost angepasst an Messungen im Tharandter Wald
14 Vergleich Schalldämpfungen: Simulation und Messung Waldlichtung bzw. Wald, Schallfrequenz: 63 Hz 48 m Entfernung 164 m Entfernung Schalldämpfung [db] Simulation Mitwind Gegenwind Messungen Uhrzeit Schalldämpfung [db] Uhrzeit Dämpfung tagsüber (Gegenwind), Mitwind: abends-morgens Dämpfung im Wald durch direkten Vegetationseinfluss Ergebnisse
15 Messungen im Altfichtenbestand August 2012 Schallquelle
16 Vergleich der Dämpfungen: Lichtung und Wald Mittlere Schalldämpfung zwischen R1 und R2 / Entfernung zwischen R1 und R2 (ca. 48 m) Schalldämpfung [db/m] Lichtung Frequenz [Hz] Geometrische Dämpfung Schalldämpfung [db/m] Frequenz [Hz] Geometrische Dämpfung Wald :00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 24:00 Uhrzeit :00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 24:00 Uhrzeit Höhere Schalldämpfung für höhere Frequenzen innerhalb des Waldes Differenz Wald-Gras 500 Hz: 0,08 db/m, 1000 Hz: 0,37 db/m Ergebnisse
17 Wie beeinflusst die Meteorologie das Lärmschutzpotenzial von Waldgebieten? Mögliche Kanalisierungswirkungen bei der Schallausbreitung in Waldgebieten Verringerung der tageszeitlichen Variabilität der Schalldämpfung durch den Waldeinfluss im Vergleich zu Gras Schallfrequenz und Entfernung: tägliche und jährliche Variabilität der Schalldämpfung Differenzen zwischen Mit- und Gegenwindausbreitung Maximale Schalldämpfung für Mitwindbedingungen durch Einfluss Forstmeteorologie ( m Entfernung): Dämpfung um 1-2 db für 63 Hz (im Vergleich zu Gras) Dämpfung um 1-14 db für 500 Hz (im Vergleich zu Gras) Zusammenfassung
18 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
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