Mikroklima und Messnetz
Der Linzer Gemeinderat beschloss 2021 den Aufbau eines meteorologischen Messnetzes in Linz durch die Abteilung Stadtklimatologie und Umwelt. Dieses soll
- die Datengrundlage zum Stadtklima verbessern,
- ein flächendeckenderes Monitoring klimatologischer Indikatoren (z.B. Hitzetage und Tropennächte) ermöglichen, sowie
- Anreize für Forschende setzen, meteorologische und klimatologische Forschungsprojekte in Linz umzusetzen.
Um die bestmöglichen Standorte für das Messnetz zu identifizieren, wurde mit dem Austrian Institute of Technology (AIT) ein Vorprojekt umgesetzt. Das Ergebnis dieses Projektes ergab die Verortung von 50 möglichen Messstandorten. Grundlage dafür bilden hochauflösende Stadtklimasimulationen, die in einem bislang unerreichtem Detailgrad Einblicke in die Mikroklimaphänomene der Stadt liefern.
Mikroklimasimulationen
Für einen repräsentativen Sommertag, der auf Basis von Messdaten gewählt wurde, sowie eine typische Durchlüftungssituation führte das AIT Mikroklimasimulationen durch. Diese erlauben es, die Auswirkungen der urbanen Bebauung und Grünflächen auf das Mikroklima der Stadt Linz in hohem Detailgrad zu analysieren.
Das verwendete Modell PALM-4U wurde für die Modellierung von atmosphärischen Strömungen in städtischen Gebieten entwickelt. Es ermöglicht Simulationen auf kleinem Maßstab, die lokale Effekte wie Gebäude, Straßen und Grünflächen detailliert abbilden. PALM-4U unterstützt die Berechnung von Energieflüssen in Gebäuden, Wärmestrahlung und biometeorologischen Effekten.
Für die durchgeführten Simulationen wurden drei Gebiete definiert:
D01, 30 x 30 m2 horizontale Auflösung, rotes Rechteck:
Deckt das gesamte Stadtgebiet und Bereiche weit darüber hinaus ab, um für das städtische Klima relevante Kaltluftentstehungsgebiete zu simulieren.
D02, 10 x 10 m2 horizontale Auflösung, blaues Rechteck:
Umfasst das gesamte Stadtgebiet in feinerer horizontaler Auflösung.
D03, 5 x 5 m2 horizontale Auflösung, grünes Rechteck:
Umfasst besonders dicht besiedelte Gebiete wie die Innere Stadt und das Franckviertel und ermöglicht die Auflösung zusätzlicher Details.
Die Simulationen basieren auf einem autochthonen Sommertag mit wolkenlosem Himmel, schwachem Wind (2 m/s) und nächtlicher Kaltluftbildung. Zyklische Randbedingungen und eine konstante Wassertemperatur der Donau (19 °C) wurden berücksichtigt. Die drei unterschiedlichen Simulationsgebiete wurden via one-way nesting gekoppelt. Weitere Details finden sich im unter „Downloads“ abrufbaren Projektbericht.
Die Simulationsergebnisse wurden mit bestehenden Messdaten verglichen. Dabei wurde der Verlauf der Lufttemperatur an verschiedenen Messpunkten evaluiert und analysiert, um Übereinstimmungen zwischen den durch das Modell berechneten und an den Messstationen gemessenen Daten und Charakteristika (wie Aufheiz- und Abkühlverhalten) sicherzustellen. Weitere Informationen finden sich im unter „Downloads“ abrufbaren Projektbericht.
Ergebniskarten
Messnetzstandorte
Innerhalb eines Ende 2022 vom Linzer Klimafonds als förderwürdig eingestuften Projektes wurde ein Verfahren zur optimalen Standortwahl entwickelt, konkrete Standorte zusätzlich zu sechs bereits bestehenden städtischen Messstationen identifiziert und hochauflösende Stadtklimasimulationen für Linz erstellt. Diese zeigen das städtische Mikroklima in einem nie dagewesenen Detailreichtum. Das AIT führte die wissenschaftliche Studie und die Simulationen durch.
Die Auswahl der optimalen Standorte erfolgte in einem mehrstufigen Prozess. Zunächst wurden sogenannte "Local Climate Zones" (LCZ) bestimmt, um die Linzer Stadtregion nach objektiven Bebauungskriterien zu charakterisieren. Diese Klassifizierung ermöglicht es, unterschiedliche städtische Strukturen und deren spezifischen klimatischen Eigenschaften zu identifizieren. Parallel wurde ein repräsentativer Sommertag mit dem hochentwickelten Simulationsmodell PALM-4U simuliert. Dieses Modell lieferte für Linz hochaufgelöste Daten (räumlich: 5 x 5 m2 sowie 10 x 10 m2) und ermöglicht eine detaillierte Analyse des städtischen Mikroklimas. Auf Basis definierter Standortkriterien wurden die Simulationsergebnisse mit den LCZ kombiniert, um jene Regionen zu identifizieren, die sich besonders für Messungen eignen. Diese wurden schließlich mit möglichen Standorten, beispielsweise Betonmasten oder städtischen Gebäuden, verschränkt. Schließlich erfolgte ein Austausch mit Hersteller*innen von Messgeräten, um Empfehlungen zu geeigneten Messgeräten abzuleiten und die technischen Anforderungen des Messnetzes zu optimieren.
Die LCZ-Klassifizierung teilt das Stadtgebiet von Linz in verschiedene Zonen ein, basierend auf Bebauungsdichte und Oberflächenbedeckung. Diese Zonen erleichtern die Analyse von städtischen Mikroklimaphänomenen und die Identifikation geeigneter Messnetzstandorte. Das AIT erstellte eine detaillierte Karte der LCZ in Linz, die als Grundlage für die weitere Standortauswahl diente.
