Analyse eines Bergwindsystems im Nordschwarzwald (Michelbachtal bei Gaggenau) unter Berücksichtigung seiner stadtklimatisch-lufthygienischen Bedeutung:
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Karlsruhe
Inst. für Geographie und Geoökologie
2000
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Autor: Hartenstein, Martin
Jahr: 2000
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis.................................................................................................................................Ill
Abbildungsverzeichnis........................................................................................................................IV
Tabellenverzeichnis..............................................................................................................................VI
Abkiirzungsverzeichnis.......................................................................................................................VI
1 Einleitung................................................................................................................................1
2 Problemstellung und Zielsetzung.........................................................................................3
3 Theorie tagesperiodischer Windsysteme............................................................................5
4 Das Untersuchungsgebiet.....................................................................................................8
4.1 Naturraumliche Ausstattung.....................................................................................................8
4.1.1 Geologie, Topographie und naturraumliche Gliederung..........................................................8
4.1.2 Klima......................................................................................................................................10
4.1.3 Boden und Vegetation............................................................................................................13
4.2 Bevolkerung, Wirtschaft und Verkehr....................................................................................13
5 Methodik................................................................................................................................15
5.1 Gelandeanalyse.....................................................................................................................17
5.1.1 Analyse der Einzugsgebiete...................................................................................................17
5.1.2 Satellitenbildauswertung........................................................................................................18
5.1.2.1 Vorverarbeitung......................................................................................................................19
5.1.2.2 Bildklassifikation.....................................................................................................................20
5.1.2.3 Ermittlung der Oberflachentemperaturen...............................................................................20
5.2 Meteorologische Messungen.................................................................................................21
5.2.1 Dauermessstellen...................................................................................................................21
5.2.2 Selektion von Bergwindereignissen.......................................................................................23
5.2.3 Thermo-anemometrische Messungen...................................................................................24
5.2.4 Hdhenwindmessungen...........................................................................................................25
5.2.4.1 Rauchpatronenversuche........................................................................................................25
5.2.4.2 Pilotballonaufstiege................................................................................................................28
5.2.5 Temperaturmessfahrten und Messgange..............................................................................31
5.3 Tracerversuche......................................................................................................................32
6 Ergebnisse............................................................................................................................35
6.1 Einzugsgebiete und Gebietseigenschaften............................................................................35
6.2 Oberflachentemperaturen......................................................................................................37
6.3 Meteorologische Messungen im Michelbachtal.....................................................................38
6.3.1 Mittlere Windverhaltnisse.......................................................................................................38
6.3.2 Bergwindereignisse................................................................................................................43
6.3.2.1 Charakterisierung austauscharmer Wetterlagen....................................................................44
6.3.2.2 Bodennahe Strdmungsverhaltnisse in der Talmitte...............................................................44
6.3.2.3 Haufigkeit von Bergwindereignissen......................................................................................47
6.3.2.4 Bodennahe Stromungsverhaltnisse im Talquerprofil.............................................................51
6.3.2.5 Hohenwindmessungen...........................................................................................................55
6.3.2.5.1 Optische Vermessung verdriftender Rauchstriche.................................................................56
6.3.2.5.2 Pilotballonaufstiege................................................................................................................62
6.3.2.6 Volumenstrom........................................................................................................................65
6.4 Verteilung der Lufttemperaturen.............................................................................................68
6.4.1 Profile der Lufttemperatur im Michelbachtal...........................................................................68
6.4.2 Profile der Lufttemperatur durch die Murgtalweitung.............................................................70
6.5 Ubertritt des Kaltluftstroms ins Stadtgebiet............................................................................73
6.5.1 Wind- und Temperaturfeld im Siedlungsgebiet......................................................................73
6.5.2 Tracerversuche.......................................................................................................................79
6.6 Vergleichende Windmessungen an Talausgangen................................................................85
7 Diskussion............................................................................................................................89
7.1 Haufigkeit von Kaltluftabflussen im Michelbachtal.................................................................89
7.2 Intensitat von Bergwindereignissen im Michelbachtal............................................................90
7.3 Lufthygienische und bioklimatische Bedeutung.....................................................................93
7.4 Konfluenz von Bergwinden aus Murg- und Michelbachtal.....................................................94
7.5 Kaltluftabflusse weiterer Murgseitentaler...............................................................................95
8 Schlussfolgerungen.............................................................................................................97
9 Zusammenfassung...............................................................................................................99
10 Literatur...............................................................................................................................100
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