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Forschergruppe (FOR) 2416: Space-Time Dynamics of Extreme Floods (SPATE), Teilprojekt: Vorhersagbarkeit extremer Hochwasser

Das übergeordnete Ziel der Arbeit sind Untersuchungen zur Vorhersagbarkeit extremer Hochwässer in Abhängigkeit von Eigenschaften der Einzugsgebiete und des Klimas unter Berücksichtigung unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Maßstäbe. Vorhersage von Hochwasser ist hier definiert als Schätzung von Hochwasserwahrscheinlichkeitsverteilungen für unbeobachtete Orte und/ oder zukünftige Zeitperioden. Die Vorhersagbarkeit bezieht sich auf die Quantifizierung und Attributierung der Unsicherheit der Vorhersage. Mit 'Extrem' werden Hochwasser bezeichnet, die besonders groß (hinsichtlich des Scheitels) und anderer Charakteristiken (Volumen, Form, räumliche Ausdehnung, etc.) sind. Zuerst erfolgt eine Daten-basierte Analyse, die die Hochwasser zu ihren treibenden Kräften wie Wetter, Klima und Einzugsgebietseigenschaften in Beziehung setzt. Methodisch werden hier lokale und regionale Hochwasserstatistik angewandt und verglichen. Ziel dieses ersten Teils ist die Quantifizierung der Vorhersagbarkeit allein auf Basis der Daten. Im zweiten Schritt wird ein multivariater Wettergenerator entwickelt, der an großskaligen meteorologischen Variablen bedingt werden kann. Damit steht ein Werkzeug zur Verfügung, mit dem Niederschlag und andere meteorologische Oberflächenvariablen für unbeobachtete Gebiete und Zeitperioden generiert werden können. Im dritten Schritt werden mit dem Wettergenerator zunächst eine Vielzahl hochwasserrelevanter Niederschlags- und Klimaszenarien erzeugt. Diese werden dann im Rahmen von Monte-Carlo-Simulationen zusammen mit einem hydrologischen Modell für lokale und regionale abgeleitete Hochwasserstatistik eingesetzt. Ziel ist die Quantifizierung der Vorhersagbarkeit der Hochwasser durch hydrologische Modellierung. Dabei wird eine Fehlerzuweisung in Abhängigkeit von Niederschlag, Klima und Einzugsgebietseigenschaften durchgeführt.

Kaltlufteinwirkbereich innerhalb des Siedlungsgebietes (Stadtgemeinde Bremerhaven)

Wohn-, Gewerbe- und Verkehrsflächen innerhalb des Stadtgebietes, die von einem überdurchschnittlichen hohen Kaltluftvolumenstrom > 16,3 m3/(m2*h) durchflossen werden oder Windgeschwindigkeiten von über 0,2 m/s erreichen. Quelle: Stadtklimaanalyse Bremerhaven, 2019. Gutachten i.A. der Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau.

Strömungsfeld (Stadtgemeinde Bremerhaven)

Flurwinde mit einer Windgeschwindigkeit größer als 0,1 m/s. Für eine vereinfachte Darstellung wurde das Windfeld in einer Zielauflösung von 300 m aggregiert. Quelle: Stadtklimaanalyse Bremerhaven, 2019. Gutachten i.A. der Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau. Ansprechpartnerin: Freie Hansestadt Bremen – Die Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau Referat 26 Naturschutz und Landschaftspflege An der Reeperbahn 2 28217 Bremen

Vorwärtstrajektorie (Klimaanalyse)

Vorwärtstrajektorien der regionalen Kaltluftströmungssysteme. Die Daten sind Teil der landesweiten Planungshinweiskarte und zeigen gemeinsam mit den regionalen Kaltluftströmungssystemen die Bedeutung der überregionalen Betrachtung von Kaltluft. Die Trajektorien beschreiben den Pfad bestimmter kühler Luftpakete im Laufe der modellierten Nacht vom Entstehungsort bis hin zum Siedlungsraum.

Klimaanalyse - Planungshinweiskarten Krefeld

In den Planungshinweiskarten werden die bioklimatischen Belastungen innerhalb der einzelnen Stadtteile dargestellt und entsprechende Planungsempfehlungen gegeben. Die Planungshinweiskarten sind als Instrument konzipiert, um eine klimaökologische Bewertung von Flächen zu ermöglichen und so die Lebensqualität im urbanen und ländlichen Raum im Hinblick auf menschliche Gesundheit und gesunde Lebensbedingungen zu verbessern. Sie berücksichtigen insbesondere die Wechselwirkungen zwischen Klima, Umwelt und den jeweiligen Nutzungskategorien. Im „Wirkraum“ (urbaner Raum) erfolgt die Bewertung der thermischen Belastung auf Grundlage der bodennahen Lufttemperatur sowie der Physiologisch Äquivalenten Temperatur (PET), die die Wärmebelastung im Außenraum misst. Während die UHI (Urban Heat Island) in der Nacht einen wesentlichen Aspekt darstellt, spielt tagsüber die gefühlte Temperatur (PET) eine zentrale Rolle. Daher wird zwischen der thermischen Belastung am Tag und in der Nacht unterschieden. Der „Ausgleichsraum“ umfasst Grün- und Freiflächen, landwirtschaftliche Flächen und Wälder, die unabhängig von Siedlungsflächen anhand ihres Kaltluftpotenzials bewertet werden. In den Bewertungs- und Planungshinweiskarten wird jedoch insbesondere ihre stadtklimatische Funktion hervorgehoben, insbesondere ihre Rolle für den nächtlichen Kaltlufthaushalt sowie ihre Empfindlichkeit gegenüber Nutzungsänderungen. Für die bioklimatische Bedeutung der Flächen im Ausgleichsraum wird zwischen der Belastung am Tag und in der Nacht über die UHI-Werte unterschieden, da die Effekte hierrüber am deutlichsten sichtbar werden.

Klimadaten Schutzbedarf Kleve

Der Layer Schutzbedarf zeigt den Stadtklimatischen Schutzbedarf im Ausgleichsraum der Grün/Freiflächen, Landwirtschaftliche Flächen und im Wald. In die Bewertung fließen sowohl die Kaltluftentstehung und Kaltluftströmung auf den Flächen, als deren Funktion als Rückzugsort an heißen Tagen mit ein. Es wird unterschieden zwischen: sehr hoher Schutzbedarf --> Bei Eingriffen wird empfohlen, die Erhaltung der stadtklimat. Funktion nachzuweisen. Bei baulichen Veränderungen ist eine Stellungnahme sinnvoll. Wohingegen bei größeren Vorhaben eine modellhafte Untersuchung erforderlich sein kann. Hoher Schutzbedarf --> Bei Eingriffen ist auf die Erhaltung der stadtklimat. Funktion zu achten. Bei baulichen Veränderungen ist eine Stellungnahme sinnvoll. Wohingegen bei größeren Vorhaben eine modellhafte Untersuchung erforderlich sein kann. Mittlerer Schutzbedarf --> Bei Eingriffen ist auf die Erhaltung der stadtklimat. Funktion zu achten. Bei größeren Vorhaben ist eine Stellungsnahme sinnvoll. kein besonderer Schutzbedarf--> Es gibt keine stadtklimatischen Funktionen für den derzeitigen Siedlungsraum.

Raster der Mitteltemperatur in °C für Deutschland - HYRAS-DE-TAS

HYRAS-DE-TAS ist ein Temperaturprodukt für Deutschland in einem 1 km x 1 km Raster für den Zeitraum 1951 bis zum Vortag und basiert auf täglichen Mittelwerten der Temperaturmessungen. Der Datensatz kann beispielweise zur Analyse des vergangenen Klimas, zur Bias-Adjustierung von regionalisierten Klimaprojektionsdaten und als Eingangsdaten für die hydrologische Modellierung verwendet werden.

Raster der Maximumtemperatur in °C für Deutschland - HYRAS-DE-TASMAX v6-1

HYRAS-DE-TASMAX ist ein Temperaturprodukt für Deutschland in einem 1 km x 1 km Raster für den Zeitraum 1951 bis zum Vortag und basiert auf täglichen Maxima der Temperaturmessungen. Der Datensatz kann beispielweise zur Analyse des vergangenen Klimas, zur Bias-Adjustierung von regionalisierten Klimaprojektionsdaten und als Eingangsdaten für die hydrologische Modellierung verwendet werden.

Raster der Maximumtemperatur in °C für Deutschland - HYRAS-DE-TASMAX

HYRAS-DE-TASMAX ist ein Temperaturprodukt für Deutschland in einem 1 km x 1 km Raster für den Zeitraum 1951 bis zum Vortag und basiert auf täglichen Maxima der Temperaturmessungen. Der Datensatz kann beispielweise zur Analyse des vergangenen Klimas, zur Bias-Adjustierung von regionalisierten Klimaprojektionsdaten und als Eingangsdaten für die hydrologische Modellierung verwendet werden.

Raster der Minimumtemperatur in °C für Deutschland - HYRAS-DE-TASMIN v6-1

HYRAS-DE-TASMIN ist ein Temperaturprodukt für Deutschland in einem 1 km x 1 km Raster für den Zeitraum 1951 bis zum Vortag und basiert auf täglichen Minima der Temperaturmessungen. Der Datensatz kann beispielweise zur Analyse des vergangenen Klimas, zur Bias-Adjustierung von regionalisierten Klimaprojektionsdaten und als Eingangsdaten für die hydrologische Modellierung verwendet werden.

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