Anpassungsstrategie Karlsruhe: Stadtklima und Stadtplanung
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Version vom 16. Oktober 2013, 11:54 Uhr
Auswirkungen auf Stadtklima und Stadtplanung
Die klima- und immissionsökologischen Funktionen in Karlsruhe und seinem Umfeld sind mittlerweile detailliert untersucht und liegen vor. Das gilt sowohl für die klimatische Ist-Situation als auch für die zukünftige bioklimatische Belastungsstruktur. Grundlage bilden die Tragfähigkeitsstudie des Nachbarschaftsverbandes Karlsruhe (NVK) und das darauf aufbauende ExWoSt-Projekt "Innenentwicklung versus Klimakomfort im Nachbarschaftsverband Karlsruhe"
Klimatische Ist-Situation: Ergebnisse der Tragfähigkeitsstudie
Die in den Jahren 2009 bis 2011 für das Gesamtgebiet des Nachbarschaftsverbands ausgearbeitete Tragfähigkeitsstudie ist eine wichtige Arbeitshilfe für die derzeitige Fortschreibung des Flächennutzungs- und Landschaftsplans. Sie bildet die Empfindlichkeit des Naturhaushalts für insgesamt fünf Schutzgüter (Boden, Wasser, biologische Vielfalt, Freiraum/ Erholung sowie Klima/ Luft) großräumig ab und bewertet die umweltbezogene Bedeutung von noch nicht bebauten, primär im planerischen Außenbereich liegenden Flächen.
Bestandteil des Bausteins Klima war ein eigenes Fachgutachten, das sowohl für den Innen- als auch den Außenbereich die heutige klimatische Situation untersucht. Die Klimaanalyse selbst erfolgte mit dem mesokaligen Simulationsmodell FITNAH (Flow over Irregular Terrain with Natural and Anthropogenic Heat Sources). Dies ermöglicht eine kleinwärmige Berechnung meteorologischer Kenntwerte wie Luftströmungen, Temperatur- Feuchteverhältnisse. Für die Simulation wurden dabei neben zentralen Eingangsdaten wie Geländerelief und Nutzungsstruktur auch die Ergebnisse einer vom NVK beauftragten, im Sommer 2009 durchgeführten Thermalscannerbefliegung berücksichtigt.
Als ein wesentliches Ergebnis konnten auf diese Weise Kaltluft produzierende Flächen, also Flächen mit klimatischer Ausgleichswirkung, vorhandenen Kalt- und Frischluftströmungen sowie städtische "Wärmeinseln" und Bereiche mit einer besonders hohen immissionsökologischen Belastung identifiziert und in einer Klimafunktionskarte für das gesamte Verbandsgebiet zusammengefasst. Die durchgeführten Untersuchungen der klimaökologischen Funktionszusammenhänge beziehen sich ausschließlich auf die Verhältnisse während einer austauscharmen, sommerlichen Hochdruckwetterlage. Nur bei solchen Wetterlagen treten einerseits überdurchschnittlich hohe wärme- lufthygienische Belastungen in den Siedlungsräumen auf, andererseits entstehen nächtliche Kalt- und Frischluftströmungen.
Nach der Klimafunktionskarte treten die höchsten bioklimatischen Belastungen in einer sommerlichen Hitzeperiode dort auf, wo sich der Effekt der städtische Wärmeinseln besonders gut ausprägen kann, also in dicht bebauten Bereichen mit einer starken Versiegelung und wenigen Grünflächen.
Als Kaltluft prodzierende Bereiche sind generell alle vegetationsgeprägten Freiflächen wie Wälder, Ackerflächen, Wiesen, Parks, Gärten oder Friedhöfe anzusehen. Für die Charakteresierung der tatsächlichen Ausgleichsleistung wird der Kaltluftvolumenstrom herangezogen. Leitbahnen verbinden die Ausgleichsräume mit den Belastungsbereichen und sind elementarer Bestandteil des Luftaustausches.
Der Regionalverband Mittlerer Oberrhein hat die klimatischen Ausgleichsfunktionsräume in einer eigenen Klimastudie ermittelt. Entsprechende Informationen in einer höheren Auflösung liegen also auch auf regionaler Ebene vor.
Zukünftige bioklimatische Belastungsstruktur
Der Nachbarschaftsverband Karlsruhe ist 2009 dem Aufruf des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) zum Modellvorhaben "Urbane Strategien zum Klimawandel" im Programm "Experimenteller Wohnungs- und Städtebau" (ExWoSt) beworben und wurde als eine von neun bundesweiten Modellregionen für eine Förderung ausgewählt. Die Intention des im Herbst 2012 abgeschlossenen Modellprojekts bestand insbesondere darin, den aus ökologischer Sicht sinnvollen stadtplanerischnen Ansatz der Innenentwicklung auch unter dem Aspekt des Klimawandels "zukunftssicher" zu machen. Hintergrund: Die Stadt Karlsruhe hat in den letzten Jahren zahlreiche Flächen im Innenstadtbereich neu bzw. umgenutzt und nachverdichtet. Dies trägt zur bessern Auslastung der sozialen und technischen Infrastruktur bei (Schulen, Kindergärten, ÖPNV etc.) und reduziert weitere Versiegelungen, die Zunahme Verkehrsflächen sowie die Flächeninanspruchnahme im Außenbereich. Andererseits kann diese Entwicklung auch zu einer weiteren Erwärmung des Siedlungsgebietes führen.
Aufbauend auf er bereits vorhandenen Klimafunktionskarte des NVK wurden dafür in einem ersten Schritt mit dem Simulationsmodell FITNAH und dem Methodenpaket
ENVELOPE räumlich hochauflösende Verteilungsmuster verschiedener Klimaparameter bis zum Jahr 2100 modelliert. Zur Charakteresierung der Überwärmungssituation und der Identifizierung künftiger "Hotspots" in den Stadtbezirken dienten die bekannten Parameter Hitzetage, Sommertage, und Tropennächte. Ebenso wurden die "Tage mit Wärmebelastung" als Beurteilungswert für die tatsächliche bioklimatische Hitzebelastung von Menschen berechnet.
Zu berücksichtigen ist, dass die dreidimensionalen FITNAH-Simulationen nicht parallel zu den bereits beschriebenen regionalen Klimamodellen ausgeführt wurden; stattdessen erfolgte eine Übertragung auf die lokale Ebene durch statisch-dynamisches Verfahren. Es wurden also keine eigenen lokalen Klimaszenarien für zukünftige Vergleichszeiträume berechnet, sondern die Ergebnisse eines bestehenden regionalen Klimamodells "intelligent" auf kleinere Raumeinheiten unter Berücksichtigung von lokalen Besonderheiten wie Landnutzung und Relief umgewandelt.
Die Ergebnisse zeigen anschaulich und in fast beunruhigender Weise, wie sich die Projektionen der regionalen Klimamodelle konkret im Stadtgebiet auswirken dürften.
So wird die Zahl der heißen Tage bis zur Jahrhundertmitte deutlich ansteigen. Bis zum Ende des Jahrhunderts kann man etwa mit einer Verdoppelung ausgehen. Dies bedeutet, dass in weiten Teilen des Stadtgebietes - auch außerhalb der Innenstadt - in Extremjahren mit bis zu 70 Hitzetagen und mehr zu rechnen ist. Selbst in den stadtnahen Waldgebieten lässt sich dann nur noch eingeschränkt Erholung finden, da im Oberwald die 30 Grad Marke an nahezu gleich vielen Tagen überschritten würde wie bereits heute in der Innenstadt. Die Anzahl der Tropennächte wird sich binnen der nächsten 50 Jahre fast verdoppeln und bis Ende des Jahrhunderts vervielfachen.
Referenzen
Stadt Karlsruhe, Umwelt- und Arbeitsschutz (Hrsg., 2013): Anpassung an den Klimawandel Bestandsaufnahme und Strategie für die Stadt Karlsruhe, pdf
