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Further development of the urban bioclimate model UBIKLIM, taking local wind systems into account

Friedrich, Matthias; Grätz, Angelika; Jendritzky, Gerd

Meteorologische Zeitschrift Vol. 10 No. 4 (2001), p. 267 - 272

published: Oct 15, 2001

DOI: 10.1127/0941-2948/2001/0010-0267

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ArtNo. ESP025011004008, Price: 29.00 €

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Abstract

The urban bioclimate model UBIKLIM is an application model providing an assessment on the influence of urban climate on human beings. On a calm summer's day with fair weather conditions it calculates the meteorological parameters air temperature, humidity, wind velocity and short and long wave radiation based on a digital height model and appropriate land use information. These meteorological parameters determine the heat exchange conditions of human beings and thus can be analyzed with the help of the Klima-Michel model into physiologically significant terms. The result is a bioclimate map on a scale that is appropriate for climate-related planning in an urban environment. In urban areas lying in a distinct relief, a superimposed wind regime, such as a down valley wind, can modify the bioclimate considerably. Up to now it was not possible for UBIKLIM to take this situation into account. In this point UBIKLIM has been developed further, but its easily applicable character has been preserved. This has been realized, firstly by combining an orographically induced wind field with the one calculated in UBIKLIM as a function of land use esp. of urban structure, and secondly by introducing an algorithm by working out conveyance processes in the direction of the superposed wind field. UBIKLIM fills the gap between meso and micro scale models. Results of the further developed model are shown in the example of the city of Freiburg im Breisgau which is influenced by the distinct relief at the southern edge of the Black Forest. Das Stadtbioklimamodell UBIKLIM ist ein Anwendungsmodell, das eine auf den Menschen bezogene Bewertung von Klima in StÄdten liefert. FÜr einen windschwachen sommerlichen Strahlungstag werden darin die physiologisch relevanten meteorologischen Größen Lufttemperatur, Feuchte, Windgeschwindigkeit sowie lang- und kurzwellige Strahlung auf der Basis digitaler Höhen- und Landnutzungsdaten berechnet. Die Analyse dieser Felder mit dem Klima-Michel Modell fÜhrt zur Bioklimakarte, aus der sich planungsrelevante Aussagen ableiten lassen. Lokale Windsysteme, wie sie in StÄdten in orographisch gegliedertem GelÄnde bedeutend sein können, konnten bislang nicht berÜcksichtigt werden. An diesem Punkt wurde UBIKLIM erweitert, wobei weiterhin das Prinzip einer leichten und schnellen Anwendbarkeit des Verfahrens gewÄhrleistet sein sollte. Dazu werden erstens ein topographisch induziertes, nutzungsunabhÄngiges Windfeld und das durch die Stadtstruktur gegebene UBIKLIM-Windfeld gekoppelt, was flÄchendeckend zu einer Änderung der AbkÜhlungsgröße Wind fÜhrt. Zweitens wird ein Algorithmus eingefÜhrt, der in Richtung des Überlagerten Windfeldes Transportprozesse berÜcksichtigt. Ergebnisse werden am Beispiel der Stadt Freiburg im Breisgau vorgestellt.