Stadtklimamessungen und Aktivitäten der Mobilen Messeinheiten des DWD

Stadtklimamessungen und Aktivitäten der Mobilen Messeinheiten des DWD METTOOLS IX Session 2 Monitoringprogramme und Messkampagnen für umweltmeteorologische Fragestellungen Johann-Dirk Hessel, Marita Roos, Dr. Heike Noppel, Kristin Hoffmann Zentrales Klimabüro Offenbach klima.offenbach@dwd.de

1 2 3 4 Einleitung und Motivation Stadtklimamessnetz des DWD Mobile Messeinheiten des DWD Linienmessungen Bsp.: Halle 5 Zusammenfassung

Städte haben ihr eigenes Klima! Vielfältige Prozesse beeinflussen das Stadtklima Quelle: Ossenbrügge u. Bechtel, 2010

Wärmeinseleffekt am Beispiel KÖLN_21 Lufttemperatur [ C] 28 City/Gleisanlage 26 City/dichte Bebauungsstruktur 24 lockere Zeilenbebauung Freifläche NW 22 Freifläche E 20 18 16 14 12 10 8 6 4 Lufttemperatur (KW 16) Lufttemperatur in der Kölner Innenstadt und im Umland (April 2010) City, dichte Bebauung Freifläche E 2 0-2 Mo 19.04.10 Di 20.04.10 Mi 21.04.10 Do 22.04.10 Fr 23.04.10 Sa 24.04.10 So 25.04.10 Temperaturdifferenz: ca. 8 Kelvin

Entwicklung der Sommertage von 1961 bis 2100 Beispiel: MUKLIMO_3 mit Antrieb CLM (A1B) Frankfurt/Main FRÜH, B., M. KOSSMANN, M. ROOS, 2011. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:101:1-201106095249 Sommertage pro Jahr

Das Stadtklimamessnetz im DWD Motivation für ein gesondertes Messnetz (Routine) Die WMO definiert das Stadtklima als. gegenüber dem Umland verändertes Lokalklima. Betrifft meteorologische/klimatologische Parameter wie Lufttemperatur, Luftfeuchte, Niederschlag, Strahlung, Wind wie auch andere Parameter wie z.b. Luftqualität, Lärm Die WMO stellt fest, dass es einen großen Bedarf an dokumentierten meteorologischen Messdaten innerhalb städtischer Strukturen gibt (OKE, 2006). Das Messnetz des DWD muss die internationalen Beobachtungsrichtlinien einhalten dazu gehört auch eine größere räumliche Repräsentanz und damit natürlich nicht die Auflösung städtischer Strukturen in der Routine Das hatte zur Folge, dass z.b.: Hamburg-St. Pauli Hamburg Flughafen-Fulsbüttel Karlsruhe Rheinstetten Freiburg (Innenstadt) Freiburg-Flugplatz

Das Stadtklimamessnetz im DWD: Stand der Dinge Anforderungen an die Stationslage aus unserer Sicht: (Anlehnung an OKE, 2006) Lage generell Innenstadt Vergleichsstation für Umland muss vorhanden sein Zentriert innerhalb einer einheitlichen Bebauungsstruktur Kein Übergangsbereich zweier verschiedener Bebauungsstrukturen Keine Parkanlage Nicht unter Bäumen Gemessen werden Wind 2 4 m Höhe Lufttemperatur 2 m Höhe und 5 cm Höhe Luftfeuchtigkeit 2 m Höhe Globalstrahlung 2 m Höhe Eine für das Quartier typische/übliche Unterlage bzw. die in der näheren Umgebung dominierende Unterlage Entfernung von Wänden: Hälfte der dominierenden Wandabstände gewünscht mindestens 5 m (OKE, 2006)

http://www.dwd.de/waermeinsel Indikatoren zur Deutschen Anpassungsstrategie BAU-I-1: Wärmebelastung in Städten BAU-I-2: Sommerlicher Wärmeinseleffekt (Vergleich Berlin-Alex.Platz/Schönefeld) PBPV 03/2013 9

Weiterer Ausbau: Berlin Alex.-Platz Hannover Essen Leipzig Freiburg Regensburg München Stadt München Flughafen

Stationsmessungen Profilmessungen Sodar Stationsmessungen Profilmessungen Radiosonde Stationsmessungen Profilmessungen Fesselballon

Messtechnik der Mobilen Messeinheiten (MME) des DWD Profilmessungen horizontal mobiles Sodar mobile Radiosonde Wind hoch aufgelöst mobile Fesselsonde temporäre Station Wind Feuchte Temperatur Strahlung..

Temporäre und stationäre Messungen (RKB PD) im Rahmen von JenKas DWD-Station Temporäre MME-Station Schwachwindmessung MPI-Station Profilmessstrecke Nord Profilmessstrecke Süd Messtechnik zur Erfassung der Wärmeinsel, der Kaltluftflüsse, des Ist-Klimas, des Saaletalwindes Lage der Messstationen und Profilmessstrecken in Jena Quelle: TK 1:50 000 GeoBasisDE/TL VermGeo, 2012 (verändert) Profilmesswagen, SODAR, Ultraschallanemometer, MME-Station, Rauchpatroneneinsatz - Fotos: DWD

Darstellung von Profilmessfahrt: Beispiel Jena Jena Profilmessfahrt vom 06.05.2011, 18:57 19:50 UTC und Lage der Messstationen Lufttemperatur in C in 2 m über Grund Temporäre MME-Station DWD-Station Schwachwindmessung MPI-Station Quelle: TK 1:50 000 GeoBasisDE / TL VermGeo, 2012 (Karte & Maßstab verändert)

Temporäre und stationäre Messungen (RKB PD) Beispiel Jena Sodarmessungen Ł Bodenwind (südlich), Höhenwind (west/nordwestlich) während windschwacher Strahlungsnacht voneinander losgelöst in erster und zweiter Nachthälfte Ł Sonnenaufgang ca. 05:20 Uhr UTC, Sonnenuntergang ca. 16:45 Uhr UTC Ł Morgens kann Saaletalwind noch einige Zeit nach Sonnenaufgang existieren Ł Abends setzen Kaltluftflüsse ein und nach Sonnenuntergang der Saaletalwind Ł Saaletalwind stets unterhalb der höchsten umgebenden Anhöhen Ł Tagsüber Höhen- und Bodenwind richtungskonform (nordwestlich) Höhe über Grund [m] 390 290 190 90 Randhöhe Saaletal Windrichtung în Grad [ ] Westlicher südlicher Saaletalwind 0 180 Regionalwind 10 0 6 12 18 Zeit in UTC Sodargramm der Windrichtung, Standort Jena-Stadion, 03.10.2011 Quelle: DWD Saaletalwind 360 24 16

Stadtklima Halle (Saale) in Kooperation mit LAU HAVAG Stadt Halle/Saale Meteorologische Messungen Modellrechnungen Wetterstationen Mobile Wetterstationen SODAR Profilfahrten COSMO- CLM Klima- Michel Tram Kfz

Luft-Temp. innen Luft- Temp. außen Relative Luftfeuchte außen Relative Luftfeuchte innen Globe-Temp. innen Thermische Profilmessfahrten

4 Jahreszeiten Frühling Sommer Herbst Winter 29 Wetterlagen WA WZ TRW 8 Zeitspannen 0 3 3 6. 4 x 29 x 8 = 928 Ausgaben 21 0

http://www.dwd.de/waermeinsel PBPV 03/2013 21

Beispiel für online-darstellung ausgewählter Messfahrten

Zusammenfassung Vielfältige Prozesse beeinflussen das Stadtklima, z.b. Wärmeinsel, Wind, Niederschlag, Strahlung Einfluss des Klimawandels auf die Temperatur in Städten ist durch Messungen und Projektionsrechnungen gut belegt Der Deutsche Wetterdienst stellt Messungen bereit, im Rahmen von Im Aufbau befindlichen Stadtklimamessnetz Temporärmessungen mittels Mobiler Messeinheiten Möglichkeiten von Linien-Profil-Messungen in Städten

Vielen Dank. Dipl.-Met. Johann-Dirk Hessel Leiter Zentrales Klimabüro Offenbach Deutscher Wetterdienst Frankfurter Straße 135 63067 Offenbach Tel. 069/8062-2966 johann-dirk.hessel@dwd.de