Using microscale climatological simulation in landscape planning : an ENVI-met3 user's perspective

In der unteren Grenzschicht existieren unterschiedliche lokalklimatische Muster, welche sehr empfindlich auf strukturelle Änderungen reagieren. Durch bewußte Planung können diese Stadtklimata verändert bis verbessert werden. Die Prozesse, die diese Klimata verursachen sind sehr komplex. Deshalb ist die exakteste Methode zur Berechnung und Bewertung der Auswirkungen von Veränderungen die Verwendung numerischer Methoden. Es gibt bereits einige Modelle die mit der Komplexität urbaner Strukturen zurecht kommen und auch den thermischen Komfort des Menschen miteinbeziehen. Verschiedene Fallstudien zeigen, dass diese Modelle gute Werkzeuge sind, um den Effekt von generellen strukturellen Veränderungen (z.B andere Bebauungsstrukturen) als auch die Auswirkungen von kleinen strukturellen Änderungen (z.B. Änderungen der Bodenbedeckung) zu analysieren. Sie geben genaue Informationen darüber, wie das Klima sich abhängig von den Eingabeparametern entwicklen würde. Um die aktuellen Möglichkeiten in diesem Gebiet zu verstehen, wird das Model ENVI-met 3.0 analysiert. Diese Analyse beinhaltet eine Einführung in die mathematischen und meteorologischen Hintergründe, seine Verwendung, der Vergleich der Simulationsergebnisse mit realen Daten und das Erkennen seine Gefahren und Grenzen. Es ist oft schwierig, die Bedeutung der berechneten Werte für die Menschen, die sich in diesem Klima leben und sich bewegen, zu verstehen. Um den thermischen Komfort des Menschen besser zu verstehen, werden die wichtigsten biometeorologischen Theorien und Modelle vorgestellt. Dann wird das für das Thema notwendige klimatologische Hintergrundwissen zusammengefasst. Im Anschluss wird erklärt, wie ENVI-met verwendet wird.In the lower urban boundary layer exist different patterns of local climates conditions, which are very sensitive to structural changes. By considerate planning these urban climates can be altered and eventually improved. The processes which create these climates are very complex. There already exist several numerical models, which are able to cope with the complexivity of urban structures and even take into account human thermal comfort. Various case studies show that they are good instruments to analyse the effects of general structural changes (different development structure) as well as in impact of small structural changes (different surface cover). They give very precise information of what the climate would look like depending on the given input parameters. In order to understand the recent possibilities the model ENVI-met version 3.0 is analyzed. This analysis includes an introduction to the mathematical and meteorological basics, its usage, a comparison of the simulation results with real data and finally to recognize its dangers and limits. It is often difficult to understand the significance of the calculated values for the human beings living and moving in this climate. To get a deeper understanding of human thermal comfort, the most important biometeorological theories and models are briefly introduced. Then the most important climatic background knowledge necessary to work with this topic is summarized. After that it is explained how to use ENVI-met. Then a free space analysis describes two existing sites in Vienna. They are similar in their geometry and orientation, but differ in their amount of vegetation. The atmospheric condition of the places will be simulated in ENVI-met and climatological parameters measured to compare the results of the model with reality. Finally there is a discussion about the usability of ENVI-met in landscape planning and a microclimatic conclusion.Heidelinde TrimmelWien, Univ. für Bodenkultur, Dipl.-Arb., 2008(VLID)112738