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MiSKOR

Minderung Städtischer Klima- und Ozon Risiken

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Ziel

MiSKOR hat zum Ziel, durch besseres Ursachenverständnis in der Praxis anwendbare Planungshilfen zu entwickeln, um die negativen Folgen des Klimawandels durch den Urbanen Wärmeinsel-Effekt (kurz UWI) und Ozonbelastung in und um Städte abzumildern und somit die Gesundheit der Einwohner in Bayern zu verbessern.
Dieses Ziel soll durch eine Kombination von 3 Maßnahmen erreicht werden:

1)   Auswertung vorhandener Datenreihen meteorologischer Zustandsgrößen inklusive Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und -richtung, Globalstrahlung, Luftfeuchte und Niederschlag sowie bestehender Datensätze zur Luftqualität und Ozonbelastung in städtischen und ländlichen Regionen in Nordbayern (Regionen Ansbach, Aschaffenburg, Bayreuth, Bamberg, Nürnberg, Regensburg, Schweinfurt),

2)   zusätzliche Prozessstudien mit einem dichten bodengestützten Mikroklimanetzwerk sowie räumlich hochauflösenden mobilen Luftqualitätsmessungen in der Stadt Bayreuth, und

3)   durch die prozessgestützte Modellierung von Windströmung, Wärmeeffekten und Ozonbildungspotential in urbanen und ländlichen Gebieten erfolgen.

Motivation

Die zunehmende Erwärmung der bodennahen Luft ist das deutlichste und unumstrittene Signal des Klimawandels und stellt vor dem Hintergrund zunehmender Urbanisierung gerade die Städte - auch in Bayern - vor wachsende Herausforderungen. Sowohl die städtische Überhitzung als auch die erhöhte Ozonkonzentration sind mit erheblichen negativen und gut untersuchten Folgen für die menschliche Gesundheit verbunden. Die negativen Folgen der UWI entfaltet sich vor allem wenn die thermischen Effekte maximal und die Möglichkeiten der Verhaltensanpassung eingeschränkt sind. In Großstädten sind bis zu 5% aller Todesfälle auf erhöhte Lufttemperaturen zurückzuführen. Vor allem ältere oder bereits geschwächte Menschen mit Vorerkrankungen gehören in Städten zu der Risikogruppe der von der Wärme- und Schadstoffbelastung am meisten betroffenen Personen. Die Gesundheitsfolgen durch bodennahes Ozon in der Außenluft wurde im Jahre 2015 mit weltweit 254.000 Todesfällen abgeschätzt und im Zuge des Klimawandels ist eine weiter steigende Gefährdung durch städtische Überhitzung und zunehmendes Ozon zu erwarten. Beide Risikofaktoren sind jedoch nicht eindeutig zu trennen, da sie ursächlich in der Entstehung miteinander verbunden sind. Eine gemeinsame Betrachtung beider städtischer Phänomene ist daher notwendig.

Eine große Chance bietet sich nun gerade für die vielen kleinen und mittelgroßen Städte in Nordbayern. Diese Städte mit einer Einwohnerzahl ähnlich der in Bayreuth haben das Potenzial, aufgrund ihrer geringeren räumlichen Erstreckung durch die Umsetzung gezielter und vorausschauender Planungsmaßnahmen den urbanen Wärmeinseleffekt einzudämmen bzw. ganz zu vermeiden und damit die Wärme- und Ozonbelastung von Mensch und Tier zu vermindern und die Gesundheit zu verbessern. Die Stadt Bayreuth soll hier als Modellstadt für Nordbayern dienen, um konkrete, aber generell anwendbare Handlungsempfehlungen für Politik und Stadtplanung zu entwickeln. Wir hoffen, dass Bayreuth somit eine richtungsweisende Vorbildfunktion für die Entwicklung anderer Städte mit ähnlicher Lage und Einwohnerzahl ausübt.


Stadtklimamessungen in Bayreuth

Ein wichtiger Bestandteil von MiSKOR ist das in Bayern einzigartige mikroklimatische Messnetzwerk im Stadtgebiet von Bayreuth (siehe Karte). Dieses Messnetzwerk dient der a) Erfassung der kleinräumigen Unterschiede des städtischen Mikroklimas (Luftschadstoffbelastung, Sonnenlichtstärke, Lufttemperatur und -feuchte, Niederschlag, Luftdruck, Windrichtung und Geschwindigkeit, Blitzanzahl und Blitzentfernung) und b) als Grundlage für die Computer unterstützten Stadtklimasimulationen. Folgende Fragen sollen damit beantwortet werden:

1)   "Wie hoch ist die räumliche Variabilität der Lufttemperatur, der Luftfeucht, der Sonneneinstrahlung, der Windrichtung und Geschwindigkeiten über alle Jahreszeiten betrachtet?"

2)   "Welche physikalischen Prozesse und mechanistischen Modelle erklären den Wärmeinseleffekt und den Luftaustausch über Bayreuth?"

3)   "Wie lässt sich der Effekt von Grünanlagen und Frischluftschneisen auf die UWI und Ozonbelastung quantifizieren (Größe, Bepflanzung, Nutzung der Grünanlagen, Stichwort `Pocket Parks´), und lassen sich Empfehlung für minimale Parzellengrößen und Flächen zur Minderung der Gesundheitsbelastung aufstellen?"

Zur Beantwortung wurden in jeweils 6 durch Wärme belasteten, dicht verbauten Stadtregionen (Standorte 1, 2, 3, 4, 6, 12) und an kühleren Standorten (Standorte 5, 7, 8, 9, 10, 11) moderne Mikrowetterstationen aufgebaut die bis mindestens Ende 2020 im Messbetrieb sein werden. Die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Standorte geben eine repräsentative Datengrundlage bezüglich der Belastungen, der Erarbeitung von Maßnahmen und des Aufzeigens von Chancen für Bayreuth und vergleichbare Städte in Nordbayern. Die Messdsaten werden seit Anfang September 2018 in Echtzeit für die Bürgerinnen und Bürger über diese Webseite (Wetterdaten) bereit gestellt. Es ist zudem eine Datenanzeige durch einen Info-Bildschirm auf dem Marktplatz geplant. Die ausgewerteten Daten werden kostenlos jedem Interessierten zur Verfügung gestellt und sollen auch für die Umweltbildung in Zusammenarbeit mit Bayreuther Schulen zur Verfügung stehen.


Karte der Standorte der Mikrowetterstationen im Stadtgebiet Bayreuth (Stand Juli 2019)

MiSKOR Karte01


 Weitere Inhalte des Projekts MiSKOR

Homogenisierung und Analyse vorhandener Klimadaten nach Großwetterlagen in Städten Nordbayerns:
"Wie hängt der Wärmeinseleffekt vom Großwettergeschehen ab?"
Validierung der Computermodelle und Simulation der städtischen Wärmeinsel:
"Wie hoch ist die Wärmebelastung in der Zukunft?"
Modellierte Variation der Bebauung, Schaffung von Luftaustauschschneisen:
"Wie groß müssen thermische Ausgleichsflächen und Luftschneisen sein, um Effekte erzielen zu können?"
Analyse statistischer Zusammenhänge zwischen Lufttemperatur und Ozonkonzentration:
"Welchen Einfluss haben steigende Temperaturen auf die bodennahe Ozonbelastung?"
Extrapolation zeitlicher Trends der Ozonkonzentrationen (Spitzenbelastung):
"Welche Veränderungen der Ozonbelastung sind für die Zukunft zu erwarten?"
Mobile Ozonmessungen in Testbett der Stadt Bayreuth und im Umland:
"Wie variabel ist die Ozonbelastung in städtischen und ländlichen Gebieten?"
Simulation mit verschiedenen chemischen Modellen unter Verwendung regionaler Klimaszenarien (KLIWA):
"Wie wirken sich der Klimawandel und veränderte Stickoxid-Emissionen auf das regionale Ozonbildungspotential aus?"

 

 

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