Unter Globalstrahlung versteht man die gesamte am Erdboden ankommende Strahlung, also die Summe aus direkter Sonnenstrahlung und diffuser (also durch Lichtstreuung Infolge von Wolken oder Nebel indirekt eintreffende) Himmelsstrahlung. Die Stärke der den Boden erreichenden Strahlung ist abhängig von geographischer Breite, Tageszeit, Jahreszeit und der Geländeform, d. h. dem Winkel, unter dem die Strahlen auftreffen. Durch die unterschiedlichen Einfallswinkel der Sonne während des Jahres und der Tage ist die Globalstrahlung im Sommer stärker als im Winter und am Mittag stärker als am Morgen und am Abend. Die Flächenkarten der Globalstrahlung werden in der Einheit Kilowattstunde pro Quadratmeter (kWh/m2) zur Verfügung gestellt. Dabei handelt es sich um Karten der Mittelwerte der Monate, der Jahreszeiten und für das gesamte Jahr der Klimanormalperioden ab 1981 - 2010 und 1991 - 2020. Bei allen Daten handelt es sich um absolute Werte, die als Raster im GeoTiff-Format zur Verfügung gestellt werden.
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.
Das Landesamt für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK) hat im November 2018 das Solarkataster NRW veröffentlicht. In diesem Rahmen wurde jedes Dach in NRW hinsichtlich seiner Eignung für Photovoltaik und Solarthermie in hoher Detailschärfe untersucht. Das Solarkataster NRW wurde auf der Grundlage von landesweit verfügbaren, hochaufgelösten Laserscandaten des Landes NRW und Strahlungsdaten des Deutschen Wetterdienstes erstellt. Weitere Informationen zum Projekt sind im Solarkataster unter https://www.solarkataster.nrw.de zusammengestellt sowie in beigefügter Broschüre zusammengefasst. Dieser Datensatz enthält alle für Photovoltaik geeigneten Dachflächen in NRW. Es sind Attribute wie beispielsweise die geeignete Flächengröße, die nutzbare Modulfläche, die installierbare Leistung sowie der potenzielle Stromertrag zu jeder Dachfläche dargestellt. Die Attribute werden in der dem Datensatz beigefügten beigefügten Excel-Tabelle erklärt. Mit neuen Grundlagendaten wird der Datensatz laufend aktualisiert.
Das Solarkataster NRW wurde auf der Grundlage von landesweit verfügbaren, hochaufgelösten Laserscandaten (Datenquelle: Land NRW) erstellt. Jedes Jahr wird ein Teil NRWs neu beflogen, in der Regel in einem 5-jährigem Turnus. Aus den Laserscandaten wurde ein flächendeckendes Digitales Oberflächenmodell (DOM) in einer Auflösung von 0,5 Meter mal 0,5 Meter für die Dachflächenanalyse erstellt. Der Datensatz enthält zu jeder Dachfläche das Jahr der Befliegung. Für die Potenzialanalyse der Dachflächen konnten durch Verschneidung dieser Daten mit einer Karte aller Gebäudeumrisse sämtliche Dachflächen in Nordrhein-Westfalen ermittelt werden. Die Dachflächen wurden wiederum in homogene Teilflächen zerlegt, die jeweils über eine einheitliche Neigung und Ausrichtung verfügen und damit gleichermaßen für Solarmodule belegbar sind. Durch die hohe Auflösung des digitalen Oberflächenmodells und die Zerlegung in homogene Teilflächen konnten auch kleinteilige Dachelemente, wie beispielsweise Schornsteine, Gauben, Gehölze und andere unterbrechende Strukturen, ausfindig gemacht werden. Über Strahlungsdaten des Deutschen Wetterdienstes wurde für ganz NRW die solare Einstrahlung sowie deren prozentuale Verschattung errechnet – und zwar unter Berücksichtigung der tages- und jahreszeitlich wechselnden Einstrahlung. Verschattungen können durch Bäume, angrenzende Gebäude, Dachaufbauten oder Geländeerhöhungen verursacht werden. Stark abgeschattete Bereiche sowie zu kleine Flächen wurden als ungeeignet aus der weiteren Berechnung herausgenommen. Anschließend konnte eine Vielzahl von Parametern für jede mit Modulen belegbare Dachfläche berechnet werden, wie beispielsweise die nutzbare Modulfläche, die installierbare Leistung und der potenzielle Wärmeertrag . Bautechnische Faktoren wie z.B. der Zustand und die Statik des Daches oder Gebäudes oder die Eigenschaften des Untergrundes können auf dieser Datengrundlage nicht erfasst werden. Hierfür ist im Einzelnen eine gesonderte fachmännische Prüfung erforderlich. Der vorliegende Datensatz enthält die Ergebnisse dieser Analyse.
Die Kriterien für die Eignung der Flächen sowie die Attribute werden in der dem Datensatz beigefügten beigefügten Meta-Datei erklärt. Der Datensatz wird mit neuen Grundlagendaten laufend aktualisiert.
Als Sonnenscheindauer bezeichnet man die tatsächliche Dauer der direkten Sonnenstrahlung an einem bestimmten Ort innerhalb eines definierten Zeitraumes. Indirekt liefert die Sonnenscheindauer somit auch Hinweise auf die Stärke der Bewölkung. Die Flächenkarten der 30-jährigen Mittelwerte des Beobachtungszeitraumes ab 1951 stehen als Einzeljahre, Jahreszeiten und in Monate in Stunden (h) zur Verfügung. Bei allen Daten handelt es sich um absolute Werte, die als Raster im GeoTiff-Format zur Verfügung gestellt werden.
LUQS, das Luftqualitätsüberberwachungssystem des Landes Nordrhein-Westfalen, erfasst und untersucht die Konzentrationen verschiedener Schadstoffe in der Luft. Das Messsystem integriert kontinuierliche und diskontinuierliche Messungen und bietet eine umfassende Darstellung der Luftqualitätsdaten. Die hier angebotenen Daten sind kontinuierlich gemessene und stündlich zur vollen Stunde berechnete arithmetische (AM1H) Mittelwerte der 5sec-Einzeldaten einer Stunde. Bezugszeit ist jeweils das Ende der Messstunde (Bereich 01:00-24:00). Dieser Datensatz enthält alle Datenfiles zu einzelnen Stationen mit allen Komponenten, validierte Werte bis zum Ende des Vorjahres, die als aktuell gelisteten Werte sind noch nicht abschließend validiert.
LUQS, das Luftqualitätsüberberwachungssystem des Landes Nordrhein-Westfalen, erfasst und untersucht die Konzentrationen verschiedener Schadstoffe in der Luft. Das Messsystem integriert kontinuierliche und diskontinuierliche Messungen und bietet eine umfassende Darstellung der Luftqualitätsdaten. Die hier angebotenen Daten sind kontinuierlich gemessene und stündlich zur vollen Stunde berechnete arithmetische (AM1H) Mittelwerte der 5sec-Einzeldaten einer Stunde. Bezugszeit ist jeweils das Ende der Messstunde (Bereich 01:00-24:00). Dieser Datensatz enthält alle Datenfiles zu allen Stationen und allen gemessenen Komponenten in jeweils 10-Jahres Files: 1980-1989, 1990-2000, 2001-2010, 2011-Vorjahr, nach Komponente. Die Daten des aktuellen Jahres (letzte 365 Tage) liegen in nicht abschließend validierter Form vor.
