Stadtklima Und Luftreinhaltung

ISBN-13: 9783642636394 / Niemiecki / Miękka / 2013 / 467 str.

Alfred Helbig; J. Baumuller;M. J. Kerschgens

Opis

Die zunehmende Urbanisierung, begleitet von wachsendem Verkehrsaufkommen und Emission von Luftschadstoffen, verandert die Stadtatmosphare und beeinflusst unmittelbar die Lebensqualitat eines grossen Bevolkerungsanteils. Die kommunalen und stadtplanerischen Bestrebungen sind deshalb auf eine nachhaltige Verbesserung der Luftqualitat und Optimierung des Stadtklimas gerichtet. Das Buch vermittelt dazu praxisorientiertes Wissen in einem breitgefacherten Uberblick uber verschiedene Aspekte des Stadtklimas, uber die Wechselwirkung zwischen Emission und Immission von Luftschadstoffen und uber die Modellierung stadtklimatischer Phanomene, insbesondere der Ausbreitung von Luftschadstoffen. Auf http: //extras.springer.com/ erganzt die Buchbeitrage durch zusatzliche Abbildungen, Tabellen, lauffahige DOS-Demo-Versionen (nur unter Windows) von Modellen zur Ausbreitungsrechnung, durch Programme zur Berechnung stadtklimarelevanter Parameter und Simulationsmodelle."

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Zielstellung des Handbuchs.- 1.2 Stadtklima — Beispiel eines anthropogenen Einflusses auf das Klimasystem.- 1.3 Stand und Ziele der Stadtklimaforschung.- 2 Wirkungsfaktoren im mikro-und mesosklimatischen Scale.- 2.1 Mikro-und Mesoscale.- 2.2 Definitionen von Wetter, Witterung, Klima und Stadtklima.- 2.3 Interne und externe Wechselwirkungen im urbanen Klimasystem.- 2.3.1 Interne Wechselwirkungen.- 2.3.2 Externe Wechselwirkungen.- 3 Grundzüge und Ursachen des Stadtklimas.- 3.1 Anthropogene Modifikation der atmosphärischen Grenzschicht.- 3.1.1 Energie- und Stoffbilanz.- 3.1.2 Bereiche der anthropogenen Eingriffe.- 3.2 Energie- und Strahlungsflüsse in der Stadtgrenzschicht.- 3.2.1 Kurzwellige Strahlungsflüsse.- 3.2.2 Langwellige Strahlungsflüsse.- 3.2.3 Strahlungsbilanz.- 3.2.4 Fühlbarer und latenter Wärmestrom.- 3.2.5 Wärmeleitungsstrom und Speicherung.- 3.3 Lufttemperaturen in der Stadtgrenzschicht.- 3.3.1 Horizontales Temperaturfeld, Wärmeinsel.- 3.3.2 Vertikales Temperaturfeld.- 3.4 Feuchtefeld in der Stadtgrenzschicht.- 3.5 Windfeld.- 3.5.1 Grundlagen.- 3.5.2 Stadtspezifische Veränderungen der Windgeschwindigkeit in Bodennähe.- 3.5.3 Das Windfeld der städtischen Grenzschicht.- 3.5.4 Luftaustausch und Turbulenz in Stadtgebieten.- 3.5.5 Aspekte für die Planung.- 4 Stadtklimatische Phänomene.- 4.1 Anthropogene Energieerzeugung und -freisetzung.- 4.1.1 Definition des Begriffs „Abwärme“.- 4.1.2 Abwärmequellengruppen.- 4.1.3 Zeitverhalten der Abwärmequellen.- 4.1.4 Formen der Abwärmequellen.- 4.1.5 Abwärmekomponenten.- 4.1.6 Abwärmekataster.- 4.1.7 Planungsvorgaben und Ziele.- 4.2 Aerosole.- 4.2.1 Definitionen und physikalische Eigenschaften.- 4.2.2 Quellen und Senken.- 4.2.3 Chemische Eigenschaften.- 4.2.4 Lufttrübung und Sichtweite.- 4.3 Regionale und lokale Windsysteme.- 4.3.1 Entstehung.- 4.3.2 Auswirkungen/Frischluftzufuhr.- 4.3.3 Aspekte für die Planung.- 4.4 Wolken und Niederschlag.- 4.4.1 Wolken-und Niederschlagsbildung.- 4.4.2 Niederschlagsverhältnisse in Städten, gezeigt am Beispiel Berlin und Hamburg.- 4.4.3 Aspekte für die Planung.- 5 Das Bioklima des Menschen in der Stadt.- 5.1 Gesundheitliche Bedeutung des Stadtklimas.- 5.2 Biometeorologische Wirkungskomplexe.- 5.2.1 Der thermische Wirkungskomplex.- 5.2.2 Der lufthygienische Wirkungskomplex.- 5.2.3 Der aktinische Wirkungskomplex.- 5.3 Umsetzung in der Planung.- 5.3.1 Wie ist Bioklima durch Stadtplanung beeinflußbar?.- 5.3.2 UBIKLIM.- 5.3.3 Anwendungsbeispiele.- 6 Wechselwirkung zwischen Gebäude und Atmosphäre.- 6.1 Mesoklima und Mikroklima am Gebäude.- 6.2 Energiehaushalt und Wärmeschutz.- 6.2.1 Energiehaushalt eines Gebäudes.- 6.2.2 Wärmeschutz und Solarenergie.- 6.3 Dachbegrünung und Fassadenbegrünung.- 6.3.1 Dachbegrünung.- 6.3.2 Fassadenbegrünung.- 7 Emission, Umwandlung, Immission.- 7.1 Luftzusammensetzung.- 7.2 Emission von Luftschadstoffen.- 7.2.1 Emissionen in der Bundesrepublik Deutschland.- 7.2.2 Ausblick.- 7.3 Chemische Umwandlungen von Spurenstoffen in Stadtluft.- 7.3.1 Allgemeine Betrachtungen.- 7.3.2 Berechnung von Reaktionsraten.- 7.3.3 Oxidation von SO2.- 7.3.4 Reaktion von Stickoxiden.- 7.3.5 Ozon in der Umgebungsluft.- 7.3.6 Kohlenstoffverbindungen.- 7.4 Immissionen.- 7.4.1 Langzeitentwicklung der Schadstoffbelastung.- 7.4.2 Jahresgang.- 7.4.3 Wochengang.- 7.4.4 Tagesgang.- 7.4.5 Inversionen und Luftbelastung.- 7.4.6 Schadstoffwindrosen.- 7.4.7 Luftaustauschgrößen.- 7.5 Trockene und nasse Deposition.- 7.5.1 Trockene Deposition.- 7.5.2 Nasse Deposition.- 7.6 Administrative Gesichtspunkte für die Belange Luft und Klima.- 7.6.1 Bundes-Immissionsschutzgesetz.- 7.6.2 Baugesetzbuch und Baunutzungsverordnung.- 8 Überblick über die Wirkungen von Luftverunreinigungen auf Mensch, Tier, Pflanze, Boden und Materialien.- 8.1 Vorbemerkung.- 8.2 Wirkungen auf den Menschen.- 8.2.1 Allgemeines.- 8.2.2 Wirkungscharakter einzelner Luftverunreinigungskomponenten.- 8.3 Wirkungen auf Tiere.- 8.4 Wirkungen auf Pflanzen.- 8.4.1 Allgemeines.- 8.4.2 Wirkungscharakter einzelner Luftverunreinigungskomponenten.- 8.5 Wirkungen auf den Boden.- 8.6 Wirkungen auf Materialien.- 8.7 Gerüche.- 8.7.1 Beurteilungsgrundlagen.- 8.7.2 Aspekte für die Planung.- 9 Meßnetze, Meßverfahren.- 9.1 Meteorologische Messungen in Stadtgebieten.- 9.1.1 Stationäre meteorologische Meßnetze.- 9.1.2 Temporäre Meßnetze in Städten.- 9.1.3 Feldexperimente.- 9.1.4 Ergänzende Verfahren.- 9.1.5 Aspekte für die Planung.- 9.2 Luftmeßnetze.- 9.3 Wirkungsbezogene Meßverfahren.- 9.3.1 Allgemeines.- 9.3.2 Begriffsbestimmungen.- 9.3.3 Wirkungserhebungen an Menschen.- 9.3.4 Wirkungserhebungen an Pflanzen.- 9.3.5 Wirkungserhebungen an Tieren.- 9.3.6 Wirkungserhebungen an Materialien.- 9.3.7 Hinweise für die Anwendung der Verfahren in Planungsfällen.- 10 Die Anwendung Geographischer Informationssysteme und geostatistischer Methoden in der Stadt-und Regionalplanung.- 10.1 Grundlegende Hinweise zur Anwendung von Geographischen Informationssystemen (GIS) und räumlichen Interpolations-verfahren.- 10.1.1 Definitorischer Überblick.- 10.1.2 Die Maßstabsfrage: Vektor- oder Rasterdaten?.- 10.1.3 Die geographische Datenbank — Besonderheiten der raumbezogenen Datenhaltung.- 10.1.4 Von der Punkt-zur Flächeninformation — Interpolationsalgorithmen.- 10.1.5 Multimedia, INTERNET, World Wide Web (WWW) — Perspektiven und jüngere Trends auf dem GIS-Sektor.- 10.1.6 GIS-Funktionalitäten und rechentechnische Voraussetzungen..- 10.2 Anwendung von GIS im Planungsbereich, speziell in der Stadt-planung, hinsichtlich der Bereiche Klima/Lufthygiene.- 10.2.1 Klima und Planung.- 10.2.2 Informationsbedarf der Regionalplanung/Stadtplanung zum Funktionsbereich Klima/Luft.- 10.2.3 Die Datenlage und -reduktion im Funktionsbereich Klima/Luft.- 10.3 GIS und Modelle in der Stadtklimatologie.- 11 Modellierungen.- 11.1 Grundlagen der Modellierung des Stadtklimas und der Schadstoffausbreitung.- 11.1.1 Einleitung.- 11.1.2 Prinzipielle Gleichungen.- 11.1.3 Klassifizierung stadtmeteorologischer Modelle.- 11.1.4 Modelle ohne explizite Auflösung städtischer Strukturen.- 11.1.5 Modellierung innerhalb städtischer Strukturen.- 11.1.6 Vergleich mit Messungen.- 11.2 Modelle zur Simulation der Ausbreitung von Luftbeimengungen.- 11.2.1 Diffusionskategorien und Präprozessoren.- 11.2.2 Modelltypen.- 11.2.3 Spezielle Modelle für Kfz-bedingte Ausbreitung in Straßenschluchten.- 11.2.4 Modellierung der Schadstoffablagerung durch Prozesse der trockenen Deposition.- 11.2.5 Überhöhungsformeln.- 11.2.6 Schwergasausbreitung.- 11.3 Windkanal.- 11.3.1 Allgemeines.- 11.3.2 Der Windkanal als Untersuchungsmethode.- 11.3.3 Windkomfort.- 11.3.4 Standorte von Windkanälen.- 12 Stadtklima und Luftreinhaltung in Österreich anhand von Beispielen.- 12.1 Einleitung und Problemstellung.- 12.2 Stadtklimaanalysen.- 12.2.1 Stadtklimauntersuchungen Salzburg.- 12.2.2 Untersuchungen zum Stadtklima in Klagenfurt.- 12.2.3 Untersuchungen zum Stadt- und Geländeklima in Dornbirn (Vorarlberg).- 12.2.4 Untersuchungen zum Stadtklima von Wien.- 12.2.5 Stadtklimatische Untersuchungen in Linz.- 12.2.6 Untersuchungen zum Stadtklima von Graz.- 12.3 Untersuchungen zur Schadstoffausbreitung in Österreich.- 12.4 Zusammenfassung.- 13 Stadtklimaforschung in der Schweiz.- 13.1 Einleitung.- 13.2 Schadstoffimmission, Transportvorgänge und Emission.- 13.3 Meteorologie der städtischen Grenzschicht.- 13.4 Stadtklima und Planung.- 14 Beschreibung der CD-ROM zum Buch.

Blurb

Die zunehmende Urbanisierung, begleitet von wachsendem Verkehrsaufkommen und Emission von Luftschadstoffen, verändert die Stadtatmosphäre und beeinflußt unmittelbar die Lebensqualität eines großen Bevölkerungsanteils. Die kommunalen und stadtplanerischen Bestrebungen sind deshalb auf eine nachhaltige Verbesserung der Luftqualität und Optimierung des Stadtklimas gerichtet. Das Buch vermittelt dazu praxisorientiertes Wissen in einem breitgefächerten Überblick über verschiedene Aspekte des Stadtklimas, über die Wechselwirkung zwischen Emission und Immission von Luftschadstoffen und über die Modellierung stadtklimatischer Phänomene, insbesondere der Ausbreitung von Luftschadstoffen. Auf http://extras.springer.com/ ergänzt die Buchbeiträge durch zusätzliche Abbildungen, Tabellen, lauffähige Demo-Versionen von Modellen zur Ausbreitungsrechnung, durch Programme zur Berechnung stadtklimarelevanter Parameter und Simulationsmodelle.