Ein Modell des solaren Strahlungsempfanges für Bebauungsmuster in Theorie und Anwendung: mit 10 Tabellen
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Format: | Hochschulschrift/Dissertation Buch |
Sprache: | Deutsch |
Veröffentlicht: |
München
Geobuch-Verl.
1992
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adam_text | Titel: Ein Modell des solaren Strahlungsempfanges für Bebauungsmuster in Theorie und Anwendung
Autor: Prechtel, Nikolas
Jahr: 1992
Ein Modell des solaren Strahlungsempfanges fur Bebauungsmuster
in Theorie und Anwendung
1. Einfuhrung in die FragesteHung 1
1.1 Solare Einstrahlung und andere Energieflusse 1
1.2 Strahlungshaushaltsmessungen 3
1.3 Kurzwellige Einstrahlung 4
1.4 StrahlungsmeBnetze 4
1.5 Problem der Extrapolation von Globalstrahlungsmessungen 5
1.5.1 Variabilitdt der Globalstrahlung in Abhdngigkeit vom Landschaftsfyp 6
1.5.2 Variabilitdt der Globalstrahlung durch groBrdumige Relieflage und 6
vorherrschende Anstromrichtung
1.5.3 Besonderes Strahlungsklima von Hohen- und Kustenstationen 7
1.5.4 Kleinraumige Variabilitdt der Globalstrahlung im Hochgebirge 8
1.5.5 Kleinraumige Variabilitdt der Globalstrahlung durch anthropogen bedingte 9
Erhohung der Aerosolkonzentration
1.5.6 Variabilitdt der Globalstrahlung im Bereich des MeSnetzes des Deutschen 10
Wetterdienstes
2. Bedeutung des Strahlungshaushaltes fur (bio-)klimatische Forschung 12
in Stadtrdumen
2.1 Klassische Elemente der Stadtklimaforschung 12
2.2 Die kurzwellige Einstrahlung als Teil des urbanen Energiehaushaltes 13
2.3 Bedeutung von StrahlungsgroBen in Abhdngigkeit von der synoptischen Situation 13
2.4 Beispiele fur Konsequenzen der spezifischen Ausprdgungen des 15
stddtischen Einstrahlungsfeldes
2.4.1 Pflanzenwachstum 16
2.4.2 Humanbioklima 16
2.4.3 Luftschadstoffkonzentration 18
2.5 Kontext zur lanschaftsokologischen Stadtforschung und Anforderungen 19
an die ErgebnisdarsteHung
3. Aufgabenstellung 21
3.1 Eingrenzung der Aufgabenstellung 21
3.2 Beschreibung der Bebauungsmuster 22
3.3 Rdumliche Skala der Untersuchung 22
3.4 Exemplarische Ansdtzein der stadtklimatologischen Modellierung von 23
EnergiehaushaltsgroBen
3.5 Kurze modelltheoretische Einordnung der Aufgabenstellung 25
4. Grundstruktur des Mod el Is 27
4.1 Abhdngigkeit des Strahlungsempfanges von der ortlichen Gebdudegeometrie 27
4.2 StrahlungsmeBreihe als Ausgangsmaterial fur die Einstrahlungsmodellierung 28
4.3 Gitternetz fur die horizontalen Oberfldchen und Bezugsrichtung 30
in der Horizontalebene
4.4 Gitternetzfurvertikale Oberfldchen 31
4.5 Horizontaler Lagebezug 31
4.6 Hohenlagebezug 32
4.7 Auswahl, Lage und GroBe der Testflachen 32
5. Jahres- und Tagesgang der Globalstrahlung und ihrer Teilglieder an 34
wolkenfreien Tagen in Munchen
5.1 Auswahl von Strahlungstagen innerhab der GlobalstrahlungsmeBreihe 34
5.2 Haufigkeitsverteilungen von Globalstrahlungssummen an der Munchener 35
InnenstadtmeBstation in verschiedenen Jahreszeiten
5.3 Anmerkungen zur meteorologischen Situation an den ausgewdhlten 36
Strahlungstagen
5.4 Simulation eines idealen Jahresganges der Globalstrahlung 42
5.5 Simulation eines idealen Tagesganges der Globalstrahlung 44
5.6 Zusammenfassung zur Parametrisierung der Globalstrahlung im Modell 48
5.7 Verhdltnisse der Teilglieder direkte und diffuse Strahlung 49
5.7.1 Allgemeine Betrachtung 49
5.7.2 Statistischer Zusammenhang zwischen optischer Luftmasse und 53
Relativanteil der Himmelsstrahlung
5.8 Parametrisierung des Tagesganges der direkten Einstrahlung 55
5.8.1 Verfahren zur Parametrisierung der direkten Einstrahlung 55
5.8.2 Tagesgang der direkten Einstrahlung fur wolkenfreie Verhdltnisse 56
Ozonkonzentration 57
Ausfdllbarer Wasserdampf (precipitable water) 58
Parametrisierung des Temperatur- und Feuchtetagesganges 61
Aerosoltransmission 63
Formeln fur die Breitband-Transmissionskoeffizienten nach Bird und 69
Hulstrom (1981) unter Verwendung meteorologisch-aerologischer GroBen
5.8.3 Transmissions- und StrahlungsfluB-Tagesgdnge der ausgewdhlten 70
Strahlungstage
6. Bearbeitung der geometrischen Informationsebene im Modell 74
6.1 Uberlegungen zur Geometrie der Eingabedaten 74
6.2 Geometrie des Geldndereliefs 75
6.3 Gebdudegrundrisse 76
6.4 Bestimmung der Relativhohen der Gebaude 79
6.5 Digitalisierung und Umformatierung der GrundriBdaten 80
6.6 Abgrenzung der Testfldche in einem Feld von dquidistanten Gitterpunkten 81
7. Rechenfechnische Realisierung der Modellrechnung und Teilergebnisse 83
7.1 Rechnungen auf unterschiedlichen Systemen 83
7.2 Aufteilung der Modellrechnung in Einzelmodule 84
7.3 Sonnenstandsberechnungin Abhangigkeit von Zeitpunkt und 86
geographischer Breite
7.4 Modul 1 - Zeitintervalle der Besonnung 07
Bekannte Verfahren 88
EigenesVerfahren 88
7.5 Besonnungsergebnisse unter verschiedenen Gitterauflosungen 92
7.6 Modul 2 - Zeitintervalle mit Reflexstrahlung 94
7.7 Modul 3 - Freier Anteil des Einstrahlungshalbraumes 97
7.8 Modul 4 - Parametrislerung der Strahlungsflusse im Tagesgang 98
7.9 Modul 5 - Addition der Teilstrahlungsflusse zu Tagessummen der Einstrahlung 102
7.9.1 Berechnungsverfahren 102
7.9.2 Horizontale Oberflachen 102
7.9.3 Vertikale Oberflachen 103
7.10 Statistik des Rechenzeitbedarfsfurdie Programm-Module 1 bis5 104
8. Diskussion der Ergebnisse der Modellrechnung 105
8.1 Zielsetzungen fur die Darstellung und Interpretation der Ergebnisse 105
8.2 Einstrahlungsfeld und dessen zeitliche Variation fur die 107
fiktive Modellsituation (Testgebiet 1)
Auswahltag 9.1.1962 108
llbrige Auswahltage 110
8.3 Einstrahlungsfeld und dessen zeitliche Variation fur die 112
Testflache Max-Vorstadt - Institutsgelande
8.4 Einstrahlungsfeld und dessen zeitliche Variation fur die 113
Testflache Neuhausen - Schdringer Platz
8.5 Zusammenfassende Betrachtung der rdumlichen Verteilung dessolaren 115
Strahlungsempfanges innerhalb verschiedener Bebauungsmuster
8.6 Uberlegung zur Verwendung des Modells fur die Untersuchung groBerer 117
stadtischer Raumausschnitte
8.7 Einsatz von Fernerkundungsdaten zur Ableitung von Modellparametern 119
8.8 Mogliche Applikationen und Weiterentwicklungen des Modells 120
Verifizierung der Ergebnisse der Modellrechnung 120
Technische Anderungen des Programmes 121
Applikationen des Teilmoduls Besonnung 122
Applikationen des Gesamtmodells 122
9. Zusammenfassung 130
Summary 131
Anhang 133
Literaturverzeichnis 149
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Inhaltsverzeichnis
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Signatur: |
0541 LN.Staeb.P.923
Lageplan |
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Exemplar 1 | Dauerhaft ausgeliehen Ausgeliehen |