Wie beeinflusst die Durchlüftung das Stadtklima?

Baukörper stellen ein Strömungshindernis im natürlichen Windfeld dar. Je nach Dichte der Bebauung sowie Anordnung der Gebäude kann die Durchlüftung stark eingeschränkt und der Zustrom von kühlerer Luft aus dem Umland oder aus größeren Grünflächen behindert sein. Die mangelnde Durchmischung führt einerseits zu einer Anreicherung der Stadtluft mit anthropogenen Luftbeimengungen, andererseits kann sie zu einer Erhöhung der Lufttemperatur führen. Aufgrund der unterschiedlichen Bebauungshöhen und -dichten sowie aufgrund der unterschiedlichen Größe und Verteilung von Freiflächen kann sich jedoch auch die Turbulenz im Stadtgebiet erhöhen. Straßenschluchten können zu einer Kanalisierung der Strömung und damit zu einer erhöhten Böigkeit führen. An Gebäudekanten können starke Verwirbelungen auftreten.

Während bei ausreichend hohen Windgeschwindigkeiten die Durchlüftung der Stadt im Allgemeinen gewährleistet ist, trifft dies bei windschwachen Witterungsbedingungen nicht mehr zu. Die großräumige Strömung wird dann vollständig durch thermisch induzierte Prozesse überlagert. Ursache sind lokal unterschiedliche Erwärmungs- und Abkühlungsraten. Es entstehen Temperatur- und Dichteunterschiede, die zu Ausgleichsströmungen führen. Man unterscheidet hierbei topographisch bedingte und thermisch bedingte Windsysteme. Zu den erstgenannten zählen Berg- und Talwinde sowie Hangabwinde. Ursache für die Ausbildung diese Windsysteme sind reliefbedingte horizontale Temperaturunterschiede. Infolge der Abkühlung der Erdoberfläche bildet sich nachts über vegetationsgeprägten Freiflächen, wie Wiesen, Feldern, Parkanlagen und Wälder, eine bodennahe Kaltluftschicht.

Zur Bedeutung von Kaltluft

Bei gering ausgeprägtem Relief spielen sogenannte Flurwinde oder Parkwinde (Parkbreeze) eine wichtige Rolle. Sie zählen zu den bebauungsbedingten Windsystemen. Aufgrund des Temperaturunterschiedes zwischen Grünfläche und bebauter Umgebung kann sich eine kleinräumige Ausgleichszirkulation einstellen. Das Aufsteigen warmer Luft über dem erwärmten Stadtkörper ruft eine Luftströmung hervor, in der bodennah Luft aus dem Umland oder aus Parkanlagen in den Siedlungsbereich fließt – unabhängig von der großräumigen Windsituation. Diese thermisch induzierten Windsysteme weisen meist nur geringe Strömungsgeschwindigkeiten auf, weshalb der Luftaustausch nur entlang von Flächen mit geringer Oberflächenrauigkeit erfolgen kann – den sogenannten Luftleitbahnen. Die Reichweite ist dabei abhängig von der umliegenden Bebauungsstruktur. Wird auf das Freihalten entsprechender Luftschneisen geachtet, kann die kühlere Luft eines Parks bis zu 500 Meter in die Bebauung hinein wirken. Trotz ihrer insgesamt geringen Dynamik erbringen diese thermisch induzierten Windsysteme eine bedeutende klima- und immissonsökologische Ausgleichsleistung in den Stadträumen.