Mit Hilfe dieser Daten wird die Luftzirkulation und somit die Durchlüftung der Stadteile sichtbar. Wo kann Wind als natürliche Kühlung bei Sommerhitze wirken? Für das menschliche Wohlbefinden in der Stadt spielen neben den thermischen Bedingungen auch die Windgeschwindigkeiten eine entscheidende Rolle (VDI, 2020). Diese haben einen direkten Einfluss auf die PET-Werte. Winde sorgen für eine Durchlüftung der Stadt und tragen somit zur Abkühlung bei. Ein entscheidender Faktor für die Windzirkulation in städtischen Gebieten ist die Bebauung, da Gebäude die freie Strömung der Luft behindern und die Winde ablenken. Während eine gezielte Lenkung von Windströmen die natürliche Belüftung und Kühlung fördern kann, können ungünstige Windverhältnisse die Nutzung öffentlicher Räume beeinträchtigen. Bei höheren Windgeschwindigkeiten dominiert eine vorwiegende Windrichtung aus Südwest (ca. 235°) in Krefeld. Aus diesem Grund wird in der Kartenanwendung die Anströmgeschwindigkeit mit 10 km/h und einer Hauptwindrichtung von 240° abgebildet. Die Auflösung beträgt 20 m.
Der Windatlas 2025 vom Landesamt für Natur, Umwelt und Klima NRW stellt der Öffentlichkeit Daten zur Windsituation in Nordrhein-Westfalen zur Verfügung. Im Rahmen einer landesweiten Windmodellierung sind verschiedene Parameter berechnet und validiert worden. Die Daten liegen im 30 m x 30 m Rasterformat vor und sind teilweise ergänzend als Vektordatensatz aufbereitet. Der Windatlas 2025 beinhaltet: 1) Mittlere Windgeschwindigkeit in m/s für sieben unterschiedliche Höhen von 75 m bis 225 m Die mittlere Windgeschwindigkeit bezeichnet die im langjährigen Mittel durchschnittlich auftretende Geschwindigkeit der Luft gegenüber dem Boden. Hierbei wird ausschließlich die für die Windenergieerzeugung maßgebliche, horizontale Komponente betrachtet. 2) Mittlere Windleistungsdichte in W/qm für sieben unterschiedliche Höhen von 75 m bis 225 m Die Windgeschwindigkeit gibt das Produktionsverhalten einer Windenergieanlage nur bedingt wieder. Neben dem mittleren Windangebot spielen hierbei insbesondere die Luftdichte, die Häufigkeitsverteilung der Windgeschwindigkeit und die Abregelung der Leistung von Windenergieanlagen bei Nennwindgeschwindigkeit eine Rolle. Diese Aspekte werden von der mittleren gekappten Windleistungsdichte berücksichtigt. 3) & 4) Standortgüte und Jahresertrag für drei typische Windenergieanlagen in den Höhen von 150 m, 175 m, 200 m Für drei in NRW gängige, unterschiedlich große Windenergieanlagen-Typen wurden durchschnittliche Jahreserträge sowie die Standortgüte nach EEG berechnet: • Enercon E-115 EP3 E3 in 150 m über Grund • Nordex N 149 5.X in 175 m über Grund • Vestas V-172 in 200 m über Grund 5) A und k Parameter für sieben unterschiedliche Höhen von 75 m bis 225 m (nur Raster) Die Windgeschwindigkeit folgt in Mitteleuropa und in vergleichbaren Windklimaten einer Weibull-Verteilung, die durch zwei Parameter beschrieben wird: den A-Parameter (Skalierungsparameter) und den k-Parameter (Formparameter). Diese sind entscheidend für die Bewertung des Windpotenzials und die Ertragsprognosen für Windenergieanlagen. 6) Umgebungsturbulenz für sieben unterschiedliche Höhen von 75 m bis 225 m (nur Raster) Für den Windatlas NRW wurde die mittlere meteorologische Turbulenzintensität bestimmt. Unter Turbulenz versteht man bei der Windenergienutzung die kurzzeitigen Schwankungen der Windgeschwindigkeit um einen Mittelwert – typischerweise einen 10-Minuten Mittelwert. Sie werden durch Störeinflüsse der Geländebeschaffenheit auf die Windströmung ausgelöst, z. B. durch Waldgebiete, bewegtes Gelände oder städtische Bebauung. 7) Unsicherheit bezogen auf die mittlere Windgeschwindigkeit (nur Raster) Ausgehend von der in einer Vielzahl von Projekten gewonnenen Kenntnis der Ergebnisqualität des eingesetzten Modellsystems, vor allem aber aufgrund der Validierungsergebnisse, erfolgte im Rahmen der Modellierungen des Windatlas auch eine Kartierung der mit den Ergebnissen verbundenen Unsicherheiten.
Das bildbasierte Digitale Oberflächenmodell (bDOM) bildet die Oberfläche der Erde inklusive der auf ihr befindlichen Objekte wie Bauwerke und Vegetation mit einer Gitterweite von 20 cm ab. Das Oberflächenmodell enthält auch bewegliche Objekte, wie zum Beispiel Autos oder Flügel von Windrädern. Das bDOM wird mit einer Auflösung von 20 cm abgegeben. Die Höhengenauigkeit beträgt ± 0,5 m.
Temporal reference of content:
15.03.2008 until 01.04.2025
Das digitale Oberflächenmodell (DOM) ist ein digitales, numerisches, auf ein regelmäßiges Raster reduziertes Modell der Höhen und Formen der Erdoberfläche und der darauf befindlichen Objekte wie z.B. Vegetation und Bauwerke. Es wird aus den Boden- und Nichtbodenpunkten der Laserscanbefliegungen („lastpuls-“ und „firstpulse-“Daten) abgeleitet. Es bildet die Situation zum Zeitpunkt der Erfassung ab. Bedingt durch unterschiedliche Erfassungszeitpunkte können z.B. bei Vegetations- und Wasserflächen Höhensprünge auftreten. Hohe schmale Objekte wie bspw. Windräder und Strommasten können nur bedingt abgebildet werden.
Das Landesamt für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK) stellt im Energieatlas NRW (www.energieatlas.nrw.de) die Standorte der Erneuerbaren Energien, der fossilen Kraftwerke und der Elektrotankstellen in NRW dar. Folgende Energieträger werden dargestellt: Biomasse/Bioenergie, Deponiegas, Grubengas, Klärgas, Photovoltaik Freifläche, Wasserkraft, Windenergie, Windenergieanlagen in Planung, stillgelegte Windenergieanlagen, E-Tankstellen, Braunkohle, Steinkohle, Erdgas, Mineralöl, Müllverbrennungsanlagen, Grubenwasser, Industrielle Abwärme und KWK-relevante Industriestandorte. Die Excel-Tabelle fasst die Standorte aller Energieträger zusammen
Das Digitale Oberflächenmodell (DOM) ist ein digitales, numerisches, auf ein regelmäßiges Raster reduziertes Modell der Höhen und Formen der Erdoberfläche und der darauf befindlichen Objekte wie z.B. Vegetation und Bauwerke. Es bildet die Situation zum Zeitpunkt der Erfassung ab. Auf Grund von unterschiedlichen Erfassungszeitpunkten können z.B. bei Vegetations- und Wasserflächen Höhensprünge auftreten. Hohe schmale Objekte wie bspw. Windräder und Strommasten können nur bedingt abgebildet werden. Die Bezirksregierung Köln, Geobasis NRW, stellt im Rahmen ihres gesetzlichen Auftrags das DOM1 mit einer Rasterweite von einem Meter bereit. Als Datengrundlage werden die aus dem Ergebnis des flugzeuggestützten Laserscanning (Airborne Laserscanning, ALS) gewonnenen 3D-Messdaten verwendet.
Nutzungsbedingungen: Es gelten die durch den IT-Planungsrat im Datenportal für Deutschland (GovData) veröffentlichten einheitlichen Lizenzbedingungen „Datenlizenz Deutschland - Zero“ (https://www.govdata.de/dl-de/zero-2-0). Jede Nutzung ist ohne Einschränkungen oder Bedingungen zulässig. Eine Haftung für die zur Verfügung gestellten Daten und Dienste wird ausgeschlossen. Dies gilt insbesondere für deren Aktualität, Richtigkeit, Verfügbarkeit, Qualität und Vollständigkeit sowie die Kompatibilität und Interoperabilität mit den Systemen des Nutzers. Vom Haftungsausschluss ausgenommen sind gesetzliche Schadensersatzansprüche für eine Verletzung des Lebens, des Körpers und der Gesundheit sowie die gesetzliche Haftung für sonstige Schäden, soweit diese auf einer vorsätzlichen oder grob fahrlässigen Pflichtverletzung beruhen.
Mit Hilfe dieser Daten wird die wahrgenommene thermische Belastung sichtbar. Somit wird nicht nur deutlich „Wie heiß ist es?“, sondern „Wie belastend fühlt sich das Klima an?“. Es wird ersichtlich welche Orte sich für ein angenehmes thermisches Klima z.B. zum Erholen und Pause machen, eignen. Das Modell zur Berechnung der Physiologischen Äquivalenten Temperatur (Physiological Equivalent Temperature, PET) ist ein umfassendes Konzept zur Bewertung der thermischen Umgebung im Freien und beschreibt näherungsweise die gefühlte Temperatur. Es berücksichtigt wichtige meteorologische Einflussfaktoren wie Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und Strahlung, um den thermischen Komfort für den menschlichen Körper realistisch abzubilden. Die PET repräsentiert eine Temperatur, die den Wärmehaushalt des menschlichen Körpers in einer typischen Innenraumumgebung bei gleichbleibender Körperkern- und Hauttemperatur wiedergibt. Auf diese Weise bietet das Konzept eine intuitive Möglichkeit, die komplexen thermischen Bedingungen im Freien mit den eigenen Erfahrungen im Innenbereich zu vergleichen und verständlich einzuordnen. In den vorliegenden Karten mit PET-Werten für einen typischen Hitzetag werden die thermischen Bedingungen zu verschiedenen Tageszeiten (6 Uhr, 12 Uhr, 16 Uhr, 18 Uhr) anschaulich dargestellt. Die PET-Werte werden in Grad Celsius angezeigt. Es ist zu beachten, dass PET-Berechnungen Näherungswerte sind. Aufgrund der Komplexität der thermischen Umweltbedingungen und der individuellen Unterschiede im Wärmeempfinden kann es in der Realität zu Abweichungen kommen.
In der Klimaanalysekarte werden klimaökologisch relevante Strukturen voneinander abgegrenzt und dargestellt. Im Gegensatz zur Klimatopkarte, die sich aus rein statischen Faktoren ableitet (z. B. Flächennutzung, Versiegelungsgrad), werden in der Klimaanalysekarte die thermischen Verhältnisse und das klimaökologische Prozessgeschehen einer Region für eine bestimmte thermische Situation modelliert und beschrieben. Da sich die thermischen Gegebenheiten im Tagesverlauf unterscheiden, wurde die Klimaanalysekarte einmal für die Tagsituation (14 Uhr MEZ) sowie einmal für die Nachtsituation (4 Uhr MEZ) ausgewertet und dargestellt. Es wurden zwei meteorologische Situationen modelliert: Zum einen wurde ein typischer Sommertag untersucht, der eine durchschnittliche sommerliche Strahlungswetterlage in NRW abbildet. Zum anderen wurde auf Basis bereits aufgetretener Höchstwerte ein extremer Sommertag bei Strahlungswetterlage betrachtet, wobei davon ausgegangen wird, dass diese zukünftig häufiger auftreten werden. Als Eingangsdaten für die Modellsimulationen dienten neben den meteorologischen Rand- und Startbedingungen, Informationen zur Geländestruktur (DGM 1), Flächennutzungs-, Bebauungs- und Versiegelungsdaten sowie Strukturhöhen und Bodenfeuchtedaten. Für die Tagsituation wird keine Unterscheidung in Wirk- und Ausgleichsraum vorgenommen, da tagsüber das Prozessgeschehen zwischen Wirk- und Ausgleichsraum keine relevante Rolle spielt. In der Klimaanalysekarte Tag wird die thermische Belastung anhand des Parameters physiologisch-äquivalente Temperatur (PET – von engl. Physiological Equivalent Temperature) aufgezeigt. Die PET ist ein thermischer Index, bei dem die thermische Belastung anhand verschiedener, auf das thermische Wohlbefinden einwirkender Parameter berechnet wird, z. B. Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Strahlung und Feuchte. Die PET wird auf Basis verschiedener Ausgabegrößen aus dem Modell FITNAH-3D berechnet und anhand der VDI-Richtlinie 3787, Blatt 2 (2022, Tabelle 1) klassifiziert.
In der Klimaanalysekarte werden klimaökologisch relevante Strukturen voneinander abgegrenzt und dargestellt. Im Gegensatz zur Klimatopkarte, die sich aus rein statischen Faktoren ableitet (z. B. Flächennutzung, Versiegelungsgrad), werden in der Klimaanalysekarte die thermischen Verhältnisse und das klimaökologische Prozessgeschehen einer Region für eine bestimmte thermische Situation modelliert und beschrieben. Da sich die thermischen Gegebenheiten im Tagesverlauf unterscheiden, wurde die Klimaanalysekarte einmal für die Tagsituation (14 Uhr MEZ) sowie einmal für die Nachtsituation (4 Uhr MEZ) ausgewertet und dargestellt. Es wurden zwei meteorologische Situationen modelliert: Zum einen wurde ein typischer Sommertag untersucht, der eine durchschnittliche sommerliche Strahlungswetterlage in NRW abbildet. Zum anderen wurde auf Basis bereits aufgetretener Höchstwerte ein extremer Sommertag bei Strahlungswetterlage betrachtet, wobei davon ausgegangen wird, dass diese zukünftig häufiger auftreten werden. Als Eingangsdaten für die Modellsimulationen dienten neben den meteorologischen Rand- und Startbedingungen, Informationen zur Geländestruktur (DGM 1), Flächennutzungs-, Bebauungs- und Versiegelungsdaten sowie Strukturhöhen und Bodenfeuchtedaten. Für die Tagsituation wird keine Unterscheidung in Wirk- und Ausgleichsraum vorgenommen, da tagsüber das Prozessgeschehen zwischen Wirk- und Ausgleichsraum keine relevante Rolle spielt. In der Klimaanalysekarte Tag wird die thermische Belastung anhand des Parameters physiologisch-äquivalente Temperatur (PET – von engl. Physiological Equivalent Temperature) aufgezeigt. Die PET ist ein thermischer Index, bei dem die thermische Belastung anhand verschiedener, auf das thermische Wohlbefinden einwirkender Parameter berechnet wird, z. B. Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Strahlung und Feuchte. Die PET wird auf Basis verschiedener Ausgabegrößen aus dem Modell FITNAH-3D berechnet und anhand der VDI-Richtlinie 3787, Blatt 2 (2022, Tabelle 1) klassifiziert.
