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Landesweite Klimaanalyse Hessen

Die Auswirkungen des Klimawandels sind – u.a. durch eine Zunahme von Hitze und Trockenheit - zunehmend spürbar. Neben einem Anstieg der mittleren Lufttemperaturen ist auch eine Zunahme der Dauer, Intensität und Häufigkeit von Hitzewellen und Anzahl an heißen Tagen (>30°C) zu beobachten. Da die zunehmende Hitzebelastung mit steigenden Gesundheitsrisiken einhergehen kann, ist während thermisch belastender Wetterlagen die Abkühlung, insbesondere in den Nachtstunden, für die menschliche Regenerierung von besonderer Bedeutung. Entsprechend kommt der planerischen Sicherung von Kaltluftentstehungsgebieten und den zugehörigen Strömungssystemen/Luftleitbahnen (Ausgleichsräume), im Wirkungszusammenhang mit thermisch/lufthygienisch belasteten Siedlungsräumen (Wirkräumen), eine besondere Bedeutung zu.

Die planerische Sicherung klimarelevanter Freiflächen bedarf geeigneter Datengrundlagen. Mit der Erstellung entsprechender Datengrundlagen hat das Hessische Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Wohnen (HMWEVW) das Büro iMA Richter & Röckle, Freiburg beauftragt (Landesweite Klimaanalyse Hessen).

Planerische Vorsorge durch die Landes- und Regionalplanung

In Hessen findet die räumliche Planung auf den Planungsebenen „Land“ (-> Landesplanung), „Region“ (-> Regionalplanung) und „Kommune“ (-> Bauleitplanung) statt.

Auf Ebene des Landes hat die hessische Landesregierung - aus Gründen der planerischen Vorsorge - mit der 3. Änderung des Landesentwicklungsplans Hessen 2000 folgendes Ziel festgelegt (4.2.3-3 (Z)):

„In den Regionalplänen sind die regional bedeutsamen Luftleitbahnen sowie die für das Siedlungsklima bedeutsamen Flächen des Freiraums (Kalt-/ Frischluftentstehungsgebiete), die im räumlichen Zusammenhang mit lufthygienisch und/oder bioklimatisch belasteten Siedlungsräumen stehen und wichtige Aufgaben für den Klima- und Immissionsschutz wahrnehmen, als „Vorranggebiete für besondere Klimafunktionen“ bzw. „Vorbehaltsgebiete für besondere Klimafunktionen" festzulegen.“

Eine wesentliche Datengrundlage zur Festlegung der Vorbehalts- und Vorranggebiete für besondere Klimafunktionen (VBG/VRG) im Rahmen der Neuaufstellung der Regionalpläne stellt die Landesweite Klimaanalyse Hessen dar.

Die Festlegung der sogenannten „Vorbehaltsgebiete und Vorranggebiete für besondere Klimafunktionen“ bleibt dem Träger der Regionalplanung vorbehalten.

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Die räumliche Auflösung der im Rahmen der Landesweiten Klimaanalyse simulierten meteorologischen Informationen - wie z.B. Windrichtung, Kaltluftvolumenstrom - für das Land Hessen beträgt 200m x 200m. Für das Gebiet des Ballungsraums Frankfurt/Rhein-Main liegt eine horizontale Auflösung von 50m x 50m zugrunde.

Die Klimaanalyse erfolgte aus regionaler und überregionaler Perspektive, sie kann anschließende örtliche Untersuchungen vorbereiten, ersetzt jedoch keine lokalen Klimaanalysen auf Ebene der Städte, Gemeinden und Ortsteilen bzw. bei Einzelvorhaben.

Strömungsmodell FITNAH

Der Landesweiten Klimaanalyse liegt das mathematisch-physikalische Strömungsmodell FITNAH (Flow over Irregular Terrain with Natural and Anthropogenic Heat-Sources), das die dreidimensionalen Bewegungsgleichungen zur Berechnung der Strömung löst, zugrunde. Es beruht auf einem voll-dynamischen Strömungskern auf Basis der Gleichungen für alle drei Windvektoren im 3D-Raum (x-, y- und z-Richtung) sowie auf den Bilanzgleichungen für Temperatur, Feuchte und Turbulenzenergie. Diese Gleichungen werden auf einem dreidimensionalen Gitter in kleinen Zeitschritten dargestellt. Abhängig vom Sonnenstand simuliert das Modell die Erwärmung bzw. die nächtliche Abkühlung der bodennahen Luft. Zum Betrieb müssen lediglich Eingangsdaten wie z.B. das digitale Höhenmodell, die Landnutzung und der Anfangszustand der Atmosphäre vorgegeben werden.

Mit FITNAH können so die vielfältigen, komplexen nicht-linearen Wechselwirkungen, die sich - wie in der Natur auch - sukzessive einstellen, simuliert und der Zustand zwischen den unterschiedlichen strömungsbeeinflussenden Effekten realistisch berechnet werden.

Simulationsergebnisse (Auszug) aus der Landesweiten Klimaanalyse

Zur Ermittlung der durch den Träger der Regionalplanung festzulegenden „Vorbehaltsgebiete und Vorranggebiete für besondere Klimafunktionen“ werden zahlreiche mit dem Strömungsmodell FITNAH simulierte meteorologischen Kenngrößen herangezogen.

Da die Simulationsergebnisse dieser meteorologischen Kenngrößen ggf. auch für Dritte von Interesse sein können, werden nachfolgend Simulationsergebnisse aus der Landesweiten Klimaanalyse zur Information bereitgestellt. Diese Informationen werden sukzessive erweitert.

Karten:

Lufttemperatur in der ersten Nachthälfte (22:00 Uhr)

Lufttemperatur in der zweiten Nachthälfte (04:00 Uhr)

Thermisches Empfinden – Physiologische Äquivalente Temperatur (PET, 14:00 Uhr)

Volumenstromdichte in der ersten Nachthälfte (22:00 Uhr, Dachniveau)

Volumenstromdichte in der zweiten Nachthälfte (04:00 Uhr, Dachniveau)

Durchschnittliche Anzahl an Sommertagen pro Jahr im Zeitraum 1971 - 2000 

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