Klimaanpassung - Fachliche Grundlage zum Regionalplan Ruhr

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1 Klimaanpassung - Fachliche Grundlage zum Regionalplan Ruhr Vorgehensweise und Zwischenergebnis Astrid Snowdon Referat 9 Team 9-4 Klimaschutz, Klimaanpassung und Luftreinhaltung

2 Klimauntersuchungen haben im RVR eine lange Tradition: Entwicklung der Klimatope zur räumlich flächendeckenden Darstellung der mikroklimatischen Situation eines Raumes (STOCK, PLÜCKER, 1978) Entwicklung einer Planungshinweiskarte mit gesamträumlichen Hinweisen und Empfehlungen, abgeleitet aus den Ergebnissen einer Klimauntersuchung (STOCK,BECKRÖGE, 1985) Ziel: Unterstützung der Planung im Ruhrgebiet mit konkreten Aussagen zur klimatischen Situation in den Kommunen

3 Klimawandel in der Metropole Ruhr

4 Klimawandel in der Metropole Ruhr Ergebnisse der regionalen Szenarien in NRW (jeweils A1B - Emissionsszenario) WETTREG CLM STAR II Vergleich Lufttemperaturen- Jahresmittel zu REMO Die Simulationsergebnisse liefern Abschätzungen auf Basis hypothetischer Annahmen (hier: A1B- Szenario, Mix fossiler und regenerativer Energieträger) Bandbreite der Temperaturerhöhung: 1,5 2,5 C, je nach Modell

5 Klimawandel in der Metropole Ruhr

6 Klimawandel in der Metropole Ruhr Mittlere jährliche Anzahl der Sommertage Sommertage Sommertage

7 Klimawandel in der Metropole Ruhr Fazit: der Klimawandel ist auch im Ruhrgebiet angekommen! Neben dem Klimaschutz sind daher Maßnahmen zur Anpassung an die zu erwartenden Folgen zu ergreifen Aus diesem Grund muss sich auch die Raumplanung in Zukunft mit den Folgen des Klimawandels auseinandersetzen und ggf. auch Raumnutzungsentscheidungen auf den Prüfstand stellen [SUSTAINABILITY CENTER BREMEN:22f, FRANCK & PEITMANN 2010:2]. In der aktuellen Fassung des Raumordnungsgesetzes ( 2 Abs. 6 ROG) vom ist der Klimawandel mittlerweile rechtlich verankert und die Themen Klimaschutz und - anpassung werden ausdrücklich erwähnt [WIEGAND 2010:29]. Das Thema Klimaanpassung kann daher als wichtiger Baustein im Rahmen der Stadt- und Regionalplanung betrachtet werden.

8 Klimawandel in der Metropole Ruhr Forderungen an die Regionalplanung: Klimatisch günstige Bereiche schützen Überwärmungen abbauen Freihalten von Flächen als Regenerationsräume Flächen zur Belüftung und Kaltluftproduktion schützen 1. Schritt: Identifikation von Flächen, die diese Funktionen erfüllen

9 Vorgehensweise (1) Faktorenanalyse anhand vorhandener Geodaten (2) Modellierung der Belüftung (3) Eigene Erhebungen und Messungen Klimafunktionskarte Planungshinweiskarte mit klimaökologisch bedeutsamen Flächen

10 (1) Faktorenanalyse Stadtplanwerk Geodaten FNK 2009 Luftbilder DGM 10

11 (1) Faktorenanalyse Relief Einfluss der Orographie auf die Belüftung: - Windrichtung - Windgeschwindigkeit - Kaltluftabflüsse

12 (1) Faktorenanalyse Rauhigkeit = Unebenheit der Oberflächenhöhe durch Vegetation und Bebauung Voraussetzung zur Beurteilung der Durchlüftung

13 (1) Faktorenanalyse Kaltluftproduzierende Flächen Flächen ab 50 ha (Fernwirkung): - Wald - Parkanlagen - Freilandflächen

14 (1) Faktorenanalyse Mittlere Windgeschwindigkeit V n = H*0, R 12 *0,3404-0, mit: Vn = Jahresmittel der Windgeschwindigkeit [m/s] H = Geländehöhe über NN [m] R 12 = Prozentualer Anteil der Rauhigkeitsklassen 1 und 2 bezogen auf einen Rasterquadrat 500 m [%]

15 (1) Faktorenanalyse Belüftung Klassifizierung in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit: - Gut - Mittel - Schlecht

16 (2) GIS-basierte Modellierung FITNAH-3D Simulation (GEO-NET Umweltconsulting GmbH Hannover): GIS-gestützte Modellierung stadtklimatisch relevanter Kenngrößen Das Modell FITNAH ist ein so genanntes prognostisches mesoskaliges Strömungsmodell. Dieser Modelltyp ist ein Werkzeug zur naturnahen Strömungsberechnung. (Der Begriff prognostisch bezeichnet die zeitliche Vorwärts-Berechnung meteorologischer Größen, ausgehend von einem Anfangszustand. Das Modell berechnet die Veränderung aller meteorologischen Größen in vorwärtsgerichteten Zeitschritten von üblicherweise 5 bis 10 Sekunden.) Eingangsdaten: - Gebäudegrundrisse und höhen - Baublockbasierte Strukturtypen und Versiegelungsinformation (FNK des RVR) - Höhenmodell DGM 5 - Luftbilder und Klimadaten des RVR (Eingabedaten und zur Validierung der Modellergebnisse) Ziel: GIS-basierte Modellierung von meteorologischen Parametern wie Strömungsgeschwindigkeit, -richtung und Lufttemperatur

17 (2) GIS-basierte Modellierung Es wurden die meteorologischen Rahmenbedingungen errechnet für: - eine austauscharme Strahlungswetterlage (= Worst-Case-Szenario) - eine mittlere Austauschsituation Die Ergebnisse liegen für verschiedene Höhenschichten vor. Für die Auswertung wird das bodennahe Niveau (2m ü. Grund = Aufenthaltsbereich des Menschen) herangezogen. Rechengitter: 50 m x 50 m

18 (2) GIS-basierte Modellierung Ableitung von klimaökologischen Kenngrößen: - Kaltlufthaushalt: Kaltluftproduktion, Strömungsrichtung und Volumenstrom, Einwirkbereich der Kalt-/Frischluft - Durchlüftung/Belüftung von Siedlungsarealen: Strömungsgeschwindigkeit, -richtung, Luftmassenaustauschhäufigkeit, Einwirkbereiche/Durchlüftung der Siedlungsflächen - Lufttemperatur/Bioklima: Temperaturfeld, Abkühlungsrate, nächtliche Temperaturamplitude, bioklimatische Kenngröße (PMV* oder gefühlte Temperatur²) *PMV: Predicted Mean Vote, Komfortindex, der die zu erwartende Beurteilung des thermischen Empfindens einer Personengruppe angibt. (Größen: innere Wärmeproduktion des Menschen, Wasserdiffusion durch die Haut, Verdunstung von Schweiß, Wärmeentzug durch Atmung, Strahlungswärmeverlust und Wärmeabgabe durch Konvektion) ²Gefühlte Temperatur: Klima-Michel-Modell, das ausgehend von einem Modellmenschen (Michel: männlich, 35 J., 1,75 m groß, 75 kg schwer) das durchschnittliche Empfinden einer Person für stationäre Freilandbedingungen berechnet.

19 (2) GIS-basierte Modellierung FITNAH-Simulation: Erste ErgebnisseTemperaturverteilung Simulationsergebnisse windschwache Strahlungswetterlage, 4:00 Uhr MEZ, Beispiel Dortmund

20 (2) GIS-basierte Modellierung FITNAH-Simulation: Erste Ergebnisse windschwache Strahlungswetterlage, 4:00 Uhr MEZ, Bsp. Dortmund

21 (3) Klimaanalysen Übersicht Stadtklimaanalysen

22 (3) Klimaanalysen Klimaanalysekarte

23 (3) Klimaanalysen Ausschnitt Klimafunktionskarte: Klimatope Spezifische Klimaeigenschaften (z.b. Kaltluftsammelgebiete) Spezielle Klimafunktionen (z.b. Filterfunktion des Waldes, Windfeldveränderungen) Luftaustausch

24 (3) Klimaanalysen Zusammenhang zwischen Einwohnerzahl und Wärmeinselintensität Aufbau eines Messnetzes zur Untersuchung dieses Zusammenhangs: 20 Temperatur- Messstationen in der Metropole Ruhr

25 (3) Klimaanalysen Messnetz zur Untersuchung der Wärmeinselintensität 20 Temperatur- Messstationen in der Metropole Ruhr Vergleich der thermischen Verhältnisse in den Innenstädten

26 Planungshinweise Planungshinweise Metropole Ruhr - Vorläufige Kriterien: Einteilung der Siedlungs- und Freiräume in Last- und Ausgleichsräume Darstellung bioklimatischer Entlastungsräume (innerstädtische Grünflächen ab 10 ha) Lokalisierung Luftleitbahnen (mind. 50m breit, 500 m lang) Frischluftzufuhr Darstellung Kaltluftabflüsse (Hangneigung mind. 3 ) Darstellung kaltluftproduzierende Flächen Hinweis auf Industrie- und Gewerbebrachen (potentielle Ausgleichsräume) Aktualisierung und Ergänzung der Kriterien nach Auswertung der FITNAH-Modellierung

27 Planungshinweise Vorläufiger Stand Planungshinweise: Last- und Ausgleichsräume Grünvernetzung Hinweise Bebauung Luftaustausch

28 Planungshinweise Nächste Schritte: Klassifizierung klimarelevanter Räume Wichtige Kriterien zur Abgrenzung klimarelevanter Räume: Belüftung (Luftleitbahnen, Frisch- /Kaltluftzufuhr, Kaltluftabflüsse) und Bioklima Definition folgender Parameter: Kaltluftvolumenstrom: Produkt aus Geschwindigkeit und Schichtdicke; gibt an, wie viel Kaltluft durch einen 1m breiten Querschnitt strömt Kalt-/Frischluft-Eindringtiefe in die Siedlungsräume Wirksamkeit von Luftleitbahnen / von Kaltluftabflüssen Bioklima

29 Planungshinweise Beispiel für eine Klassifizierung von Ausgleichsräumen: Klimawirksame Fläche mit hoher Bedeutung Innerstädtische und siedlungsnahe Grünflächen mit Wirkung in die Siedlungsräume Luftleitbahnen Kaltluftabfluss Gebiete mit hoher Empfindlichkeit gegenüber Bauvorhaben Klimawirksame Flächen mit mittlerer Bedeutung Kaltluft- und Frischluftentstehungsräume ohne Verbindung zum Siedlungsraum Flächen mit geringer Kaltluftproduktion Gebiete mit mittlerer Empfindlichkeit gegenüber Bauvorhaben Klimawirksame Flächen mit geringer Bedeutung Von den Siedlungsräumen abgewandte kaltluftproduzierende Flächen Flächen ohne Relevanz für die Entstehung von Kaltund Frischluft Gebiete mit geringer Empfindlichkeit gegenüber Bauvorhaben

30 Umsetzung im Regionalplan Möglichkeiten der textlichen und zeichnerischen Darstellung im Regionalplan: Planzeichen als Freiraumfunktion Erläuterungskarte fachlicher Bestandteil der Freiräume

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!