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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Windrosen-Atlas Hessen - WindRAH-

Berechnung flächendeckender hochauflösender synthetischer Windrosen unter Berücksichtigung lokaler Kaltluftströmungen

Die Kenntnisse der Windverhältnisse spielen für viele Fragestellungen im Rahmen von Planungen und insbesondere bei der Anlagengenehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) eine oft entscheidende Rolle. Leider stehen für die meisten Standorte aber keine spezifischen Windverteilungen zur Verfügung, so dass i. d. R. Windmessungen von benachbarten Standorten auf den zu untersuchenden Standort übertragen werden müssen. Gerade in Mittelgebirgsregionen sind solche Übertragungen oft nicht ohne weiteres möglich. Die Methodik zur Übertragung von meteorologischen Daten, insbesondere der Windrichtungsverteilungen, muss daher weiterentwickelt werden, wenn die Fortschritte bei der Modellqualität auch bei der Verbesserung der Aussagequalität der Ausbreitungsrechnungen zum Tragen kommen sollen.

Mit dem Windrosen-Atlas Hessen wird ein Erwartungswert für die Windverteilung in einem feinmaschigen Gitternetz für ganz Hessen zur Verfügung gestellt. Die Windverteilung soll möglichst genau die örtlichen Windverhältnisse beschreiben. Dies bedeutet, dass in einem orographisch gegliederten Land wie Hessen lokale Kaltluftströmungen berücksichtigt und auch regionale Windsysteme sachgerecht beschrieben werden müssen.

Die Windfeldsimulationen wurden von iMA Richter & Röckle mit dem Modell FITNAH (Flow over Irregular Terrain with Natural and Anthropogenic Heat Sources) mit einer horizontalen Auflösung von 500 m durchgeführt, d. h. Gelände- und Bebauungsstrukturen, die durch das 500m-Raster nicht erfasst werden können, finden in den berechneten Windrosen keine Berücksichtigung. Als Eingangsdaten wurden u. a. die Oberflächendaten des Modellgebietes und eine Höhenwindstatistik verwendet. Zusätzlich wurden Ergebnisse von Kaltluftabflusssimulationen einbezogen. Vorhandene Bodenwindmessungen dienten ausschließlich der Validierung der Simulationen.

Der Windrosen-Atlas Hessen soll deutlich machen, wie die Orographie sich für den jeweils betrachteten Standort auf die Windverteilung auswirkt. Die Aussagequalität der berechneten Windrosen kann unzureichend sein, wenn Geländestrukturen mit Ausdehnungen kleiner als 1.000 m, die mit dem 500m-Raster nicht aufgelöst werden können, die lokale Meteorologie dominieren. Die Modellrechnung soll allerdings nicht die Windmessung vor Ort verdrängen, sondern helfen, die Gebiete zu erkennen, in denen lokale Windsysteme die regionale Windverteilung beeinflussen.

Mit dem vorliegenden ArcIMS-Dienst steht ein Hilfsmittel zur Verfügung, das eine schnelle Suche und Darstellung der entsprechenden Windrosen ermöglicht.

Mit den erweiterten Möglichkeiten der aktuellen Version des Windrosen-Atlas Hessen steht gegenüber der bisherigen Version ein deutlich leistungsfähigeres Instrument zur Verfügung.

Wesentliche Änderungen sind neben der anwenderfreundlicheren Gestaltung, z. B. die Erstellung von pdf-Dateien vom gewählten Ausschnitt, sowie eine differenzierte farbliche Darstellung der Windrosen in Abhängigkeit vom Einfluss der Geländestrukturen. Unterschieden werden grüne, gelbe und rote Windrosen.

  • Grüne Windrosen weisen auf moderate Geländestrukturen hin. An dieser Stelle kann bei Ausbreitungsrechnungen nach TA Luft Anhang 3, Abschnitt 11 mit hoher Wahrscheinlichkeit das diagnostische Windfeldmodell des Standardverfahrens AUSTAL2000 eingesetzt werden, sofern die Steigungen im Beurteilungsgebiet kleiner als 1:5 sind.
    Es wird dennoch empfohlen, für Ausbreitungsrechnungen im Bereich dieser Windrose die Geländestrukturen im Beurteilungsgebiet auf das Steigungskriterium der TA Luft hin zu überprüfen.

  • Gelbe Windrosen weisen auf markante Geländestrukturen hin. An dieser Stelle treten innerhalb einer Umgebung von 500 m x 500 m auf mehr als einem Drittel dieser Fläche Steigungen von größer 1:5 auf. Bei Ausbreitungsrechnungen nach TA Luft kann nach Abschnitt 11 des Anhang 3 das diagnostische Windfeldmodell des Standardverfahrens AUSTAL2000 bei Steigungen größer 1:5 im Beurteilungsgebiet nicht mehr eingesetzt werden.
    Es wird dringend empfohlen, für Ausbreitungsrechnungen im Bereich dieser Windrose die Geländestrukturen im Beurteilungsgebiet auf das Steigungskriterium der TA Luft hin zu überprüfen.

  • Rote Windrosen weisen auf nicht aufgelöste Geländestrukturen hin. An diesen Stellen existieren innerhalb einer Umgebung von 500 m x 500 m markante Geländestrukturen (Täler, Taleinschnitte, Bergrücken, Berggipfel), die in der Berechnung der Windrosen nicht explizit berücksichtigt werden konnten und deren Einfluss auf die lokale Strömung nicht in der abgebildeten Windrichtungshäufigkeit enthalten ist.
    Es wird dringend empfohlen, für Ausbreitungsrechnungen im Bereich dieser Windrose die Geländestrukturen im Beurteilungsgebiet auf das Steigungskriterium der TA Luft hin zu überprüfen.