20.06.2023

Digitales Stadtklima-Modell PALM-4U

Infolge des Klimawandels werden extreme Hitzeereignisse in Deutschland immer häufiger und intensiver: Die Zahl der Hitzetage steigt, zugleich werden immer neue Höchsttemperaturen erreicht. Davon sind besonders Städte und deren Bewohnerinnen und Bewohner betroffen. Besonders dort, wo viele Menschen auf engem Raum leben, Straßenbeläge die Wärme speichern, hohe Gebäude die Luftzirkulation erschweren und Grünanlagen fehlen, können sich ganze Stadtteile schon nach ein bis zwei Wochen so aufheizen, dass sich auch nachts kaum Abkühlung ergibt. Dann entstehen sogenannte urbane Hitzeinseln. Diese belasten die Menschen ebenso wie die Infrastruktur. Das Simulationsmodell PALM-4U ermöglicht es nun Städten (Extrem-)Wetter und Klima bis auf die Gebäudeebene hin zu simulieren. So können sie berechnen, wie stark Stadtteile bei Hitze und Smog belastet werden und welchen Effekt Klimaanpassungsmaßnahmen haben. Das Modell ermöglicht es zu prüfen, wie sich konkrete Bauvorhaben auf Überwärmung und Kaltluftströmungen auswirken. So lassen sich Planungsvarianten simulieren. Auf diese Weise können konkrete Empfehlungen zur Optimierung gegeben werden, beispielsweise in der Gebäudestellung, bei der Versiegelung und der Begrünung durch Baumpflanzungen. Die Wirkung von Klimaanpassung kann so quantitativ bestimmt werden - ein deutlicher Fortschritt zu den bisher vorherrschenden qualitativen Aussagen in Planungsverfahren. Das Stadtklima-Modell bildet auch Schadstoffe in der Luft ab, um an besonders belasteten Stellen Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Diese Orte liegen häufig an Hitze-Hotspots, wo es viel Verkehr gibt. Wenn es im Sommer dort noch heißer wird, werden mehr Menschen nachts ihre Fenster öffnen, um schlafen zu können. Bei hoher Schadstoffbelastung in der Luft kann das vor allem für gesundheitlich beeinträchtigte Menschen problematisch sein. PALM-4U dient somit ganz konkret dazu, die Hitze- und Schadstoffbelastungen lokal zu prognostizieren sowie Klimaanpassungsmaßnahmen zu konzipieren und zu bewerten. Städte haben die errechneten Ergebnisse des Simulations-Modells bisher beispielsweise genutzt, um laufende Planungsverfahren zu überprüfen oder die Wirksamkeit verschiedener Klimaanpassungsmaßnahmen erstmals abzuschätzen, zum Beispiel weiße Außenwände, Entsiegelung von Plätzen und Innenhöfen oder Begrünung von Fassaden und Dächern. Mit der Umsetzung der Fördermaßnahme hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den DLR Projektträger beauftragt, der schon bei der inhaltlichen Konzeption und Ausarbeitung eine maßgebliche Rolle gespielt hat. Vor Beginn der Fördermaßnahme „Stadtklima im Wandel” existierte eine fragmentierte Forschungslandschaft, die in kleinem Umfang Ansätze und Methoden für die Stadtklimamodellierung entwickelte. Die Vision für ein ganzheitliches, gebäudeauflösendes Stadtklimamodell entstand in Gesprächen mit Forschenden, die der DLR Projektträger initiiert und für seinen Auftraggeber begleitet und analysiert hat.