Effektive Simulation von innerstädtischer Vegetation

Die Wirkung von Grünflächen auf das innerstädtische Klima ist vielfältig, aber auch umstritten. Bei expliziter Betrachtung des thermischen Wirkungskomplexes steht die Schattenwirkung und Verdunstung der Ventilation scheinbar entgegen. Durch Bäume wird am Tage die Strahlungsbelastung auf Freiflächen verringert, aber auch die Ventilation, d.h. der Austausch sensibler Wärme wird eingeschränkt. In der Nacht verhindern Baumkronen zusätzlich die Ausstrahlung der über den Tag gespeicherten Energie. Die thermische Wirkung der Stadtvegetation findet zum einen gut messbar unmittelbar im Nahbereich statt. Turbulente und advektive Wärmeflüsse sind dagegen nur schwer messbar und haben eine Fernwirkung. Die Einschätzung der Stärke und Bedeutung der einzelnen Prozesse ist bei planerischen Änderungen der Stadtvegetation eine notwendige Voraussetzung.

Zur Simulation der komplexen Vorgänge werden turbulenzauflösenden Modelle benötigt. Die Verwendung realistischer Vegetationsmodelle in mikrometeorologischen Modellen ist dabei essential für die Simulationen im Rauhigkeitsbereich der Grenzschicht. Bisherige Vergleiche zwischen numerischen Simulationen der turbulenten Strömung, Windkanalexperimenten und umfangreiche Feldmessungen zeigten für einen Walbestand grundlegende Verbesserungen der Simulationsergebnisse gegenüber der Verwendung von unstrukturierten Vegetationsmodellen (Queck et al. 2015).

Die vorgestellte Arbeit untersucht, ob die in den letzten Jahren entwickelten mobilen Systeme mit Laserscannern die effektive Gewinnung derartiger Vegetationsmodelle erlauben (Vosselman und Maas 2010; Bienert et al. 2018). Mit terrestrischen Laserscannern wurden Vegetationsmodelle für 6 Straßenzüge in Dresden mit einer Auflösung von weniger als 1 m Gitterweite erstellt.

In ersten Modellanwendungen für die Stadt wird der Einfluss des Vegetationsmodells in Abhängigkeit der räumlichen Auflösung getestet. Als Referenzdaten dienen mobile Messungen von Strahlungskomponenten, Temperatur, Feuchte und Wind.