Im Kontext des Klimawandels werden in vielen Städten weltweit immer häufigere und intensivere Belastungen durch Hitzestress beobachtet. So konnte auch in Köln in den letzten Jahrzehnten ein deutlicher Anstieg der Anzahl von sommerlichen Hitzetagen mit Tageshöchstwerten von über 30 °C ermittelt werden. Da derartige Hitzetage für den menschlichen Organismus umfassende gesundheitliche Risiken und Folgewirkungen darstellen, und die Leistungsfähigkeit der betroffenen Bevölkerung erheblich einschränken, wird eine strategische Anpassung von Städten an den Klimawandel dringend erforderlich. Um die Belastung durch Hitze in urbanen Räumen zu reduzieren und das städtische Mikroklima zu verbessern, werden verschiedene Adaptionsmaßnahmen umgesetzt. Solche Mitigationsstrategien zur Steigerung des thermisches Außenkomforts umfassen z. B. die kühlenden Effekte von grünen Infrastrukturen wie Parks oder Stadtwäldern, Gewässerflächen, Beschattung durch Bäume, Fassadenbegrünung, Dachbegrünung, helle Oberflächen u. v. m.

Das Ziel dieses Forschungsprojektes besteht darin, die klimatologischen Effekte derartiger Adaptionsmaßnahmen für ein 15 Hektar großes Untersuchungsgebiet in der Kölner Südstadt zu messen und zu modellieren, um ihre Auswirkungen auf das Mikroklima zu analysieren. Zur Simulation des Stadtklimas wird ein ENVI-met Modell entwickelt. Mit diesem Modell zur quadratmetergenauen Berechnung des urbanen Mikroklimas werden die verschiedenen Anpassungs- und Planungsszenarien umgesetzt. Auf Grundlage entsprechender Modellierungen und Zukunftsprojektionen werden spezifische Prognosen aufgestellt, wie durch strategische Stadtplanung und die Umsetzung derartiger Adaptionsmaßnahmen das Stadtklima in der Kölner Südstadt verbessert werden kann. Darüber hinaus werden verschiedene Klimaprojektionen bis 2099 unter Annahme der HadCM3 Emissionsszenarien entwickelt.

Zur Parametrisierung des ENVI-met Modelles werden städtebauliche, ökologische und meteorologische Inputdaten herangezogen, welche durch Fernerkundung, Katasterdatenbanken und Ortsbegehungen angereichert werden. Anhand von insitu-Messungen im Untersuchungsgebiet wird eine Kalibrierung und Validierung des Modelles vorgenommen. Dafür wird ein dichtes Netzwerk von kleinen NETATMO-Sensoren mit Ultraschall-Anemometern aufgebaut, um Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und Windrichtung in der Kölner Südstadt zu messen. Diese Sensoren werden gegen eine aufgebaute professionelle meteorologische Station kalibriert. Der Einsatz kostengünstiger NETATMO-Sensoren bietet auch die Möglichkeit, dass sich Bürger*innen und örtliche Akteur*innen an der Mikroklimaforschung beteiligen können, und durch Ihre Partizipation eine Anpassung an die Folgen des Klimawandels gefördert werden kann. Die aktuellen Meßdaten können Sie online einsehen:

Das Forschungsprojekt ist eingebettet in den Kontext von INGENIoS und stellt zudem Wechselwirkungen zum rechtsrheinischen CUbiK und Akt@Home Projekt dar. Publikationen aus diesem Projekt finden Sie auf den Webseiten von Nils Eingrüber.