Die Arbeits- und Forschungsschwerpunkte der Lehr- und Forschungseinheit „Physische Geographie“ liegen im Bereich der angewandten Stadt- und Geländeklimatologie. Hierbei spielt die Analyse der thermischen und lufthygienischen Verhältnisse im urbanen Raum ebenso wie die Untersuchung bodennaher Luftschichten und deren Austausch vor allem während Schwachwindwetterlagen eine entscheidende Rolle. Gerade in der Umweltschutzgesetzgebung und im Planungsrecht sind klimatische und lufthygienische Aspekte im Abwägungsprozess potentieller Flächenumwidmungen eine tragende Säule. Um den zu erwartenden Planzustand und dessen Auswirkungen aus der Sicht des Ist-Zustandes besser bewerten zu können, werden die emissionsklimatischen Ergebnisse in synthetischen Klimafunktions- und Planungshinweiskarten zusammengefasst, bzw. dargestellt und so eine raum- und anwendungsbezogene Aufbereitung ermöglicht.

Mess- und Analysetechnik

Die mess- und analysetechnische Ausstattung der Lehr- und Forschungseinheit „Physische Geographie“ umfasst stationäre Messstationen, die auf Basis von Datenloggern eine hohe kontinuierliche zeitliche Auflösung der wichtigsten Klimaelemente (Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Windgeschwindigkeit und -richtung, Globalstrahlung) gewährleisten. Zu dieser instrumentellen Grundausstattung kommen Komponenten zur Messung der Bodentemperatur und Bodenfeuchte. Darüber hinaus verfügt die Lehr- und Forschungseinheit über die Möglichkeit der mobilen Erfassung sowohl meteorologischer als auch lufthygienischer Parameter. Die mobilen Messungen besitzen den Vorteil Daten in einer hohen räumlichen Auflösung bereit zu stellen, um u.a. eine flächennutzungsabhängige, flächenhafte Analyse des Untersuchungsraumes zu ermöglichen. Die mobile und netzunabhängige Messung der klimatologischen und lufthygienischen Parameter ermöglicht eine punktuelle sowie flächenhafte Erfassung der wichtigsten primären und sekundären Luftschadstoffe. Die variabel zu gestaltende Probenahme ermöglicht vergleichende Emissionsmessungen der Spurenstoffe CO₂, CO, O₃, Schwebstaub (PM₁₀, PM_2,5, PM₁) und diverser Kohlenwasserstoffe. Ergänzt werden die bodennahen Messungen durch die Aufnahme von Vertikalprofilen zur Untersuchung atmosphärischer Stabilitätsverhältnisse. Um Aussagen über die bodennahe Austauschverhältnisse treffen zu können, werden Rauchgase emittiert. Hierbei lassen sich qualitative Aussagen über das Verhalten lokaler bodennaher Windsysteme visuell ableiten. Weiterführend bietet der Einsatz von Tracer-Gasen die Möglichkeit die Ausbreitungsgeschwindigkeit eben solcher Luftbewegungen quantitativ zu bestimmen. In diesem Zusammenhang greift die Lehr- und Forschungseinheit der Physischen Geographie auf den Einsatz diverser Tracer-Gase zurück, mit deren Hilfe mittels eines mobilen Gaschromatographen diese bodennahe Entwicklung analysiert werden kann. Unter anderem der Einsatz des inerten Gases Schwefelhexafluorid (SF₆) ermöglicht auf potentiellen Kaltluftproduktionsflächen eine Aussage über die räumliche und zeitliche Verteilung der Luftmassen. Durch die nachgewiesenen SF₆-Konzentrationen kann die Strömungsgeschwindigkeit ermittelt werden, lässt sich das Volumen bestimmen und die räumliche Ausdehnung bis hin zur Eindringtiefe der Kaltluftmassen in bebautes Gebiet verifizieren.

Tätigkeitsfelder

• Erstellung gesamt- und teilstädtischer Klimaanalysen und lufthygienischer Gutachten

• Standortabhängige mikro- und mesoklimatische Modellierung für umweltrelevante Planungsfragen im Ist- und Plan-Zustand

• Erstellung von gesamt- und teilstädtischen Synthetischen Klimafunktions- und Planungshinweiskarten

• Human-Biometeorologische Bewertung von Ist- und Plan-Zuständen

• Standortklimatische und lufthygienische Beurteilung von Ventilationsschneisen

• Windklimatologische Gutachten für Windkraftanlagenstandorte

Des Weiteren besteht die Möglichkeit für spezielle umweltmeteorologische Fragestellungen individuelle Lösungsmöglichkeiten zu entwerfen.