Systematische Windkanaluntersuchungen zur Charakterisierung instationärer Ausbreitungsprozesse einzelner Gaswolken in urbanen Rauigkeitsstrukturen

Abstract

Die Ausbreitung von Schadstoffen in ländlichen, hindernisfreien und ebenen Gebieten lässt sich größtenteils erklären und anhand numerischer Modelle näherungsweise berechnen. Dies trifft bis heute nicht für urbane Gebiete zu. Die physikalische Komplexität von Strömungs- und Ausbreitungsprozessen ist in Stadtgebieten wegen der ausgeprägt heterogenen Oberflächenstruktur signifikant höher. Doch insbesondere in diesen Gebieten ist der Bedarf an zuverlässigen Vorhersagemodellen hoch und wird aufgrund einer zunehmenden Urbanisierung stetig größer. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, instationäre Strömungs- und Ausbreitungsphänomene in Stadtgebieten zu untersuchen, um anhand der Ergebnisse einen Referenzdatensatz erstellen zu können, der sich zur Validierung von LES basierten Modellen eignet. Der Schwerpunkt dieser Arbeit wurde insbesondere auf die Untersuchung von Ausbreitungsprozessen einzelner Schadstoffwolken in einer urbanen Umgebung gelegt. Hierfür wurden systematische Versuche in einem detaillierten Modell der Stadt Oklahoma City im Grenzschichtwindkanal „Wotan“ der Universität Hamburg durchgeführt.