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Seit Sep­tem­ber 2010 tes­ten Wis­sen­schaft­ler und Wis­sen­schaft­le­rin­nen des Kli­ma­Cam­pus Gas­aus­brei­tun­gen am Mo­dell der Ham­bur­ger In­nen­stadt im Maß­stab 1:350. Die Mess­da­ten des Wind­ka­nals bil­den die Grund­la­ge für eine neue Pro­gno­se-​Soft­ware. „Das Pro­gramm soll Po­li­zei und Feu­er­wehr hel­fen, zum Bei­spiel bei Chlor-​ und Schwe­fel­frei­set­zun­gen durch Zug­un­glü­cke oder Schiffs­brän­de schnell ein­grei­fen zu kön­nen“, er­klärt Pro­fes­sor Bernd Leitl, Lei­ter des Wind­ka­nal­la­bors der Fach­ab­tei­lung Tech­ni­sche Me­teo­ro­lo­gie. „Ein­satz­kräf­te müs­sen wis­sen, wo die Gase hin­zie­hen und wo mög­li­che Flucht­we­ge sind.“

Der Kli­ma­Cam­pus der Uni­ver­si­tät Ham­burg, das Bun­des­amt für Be­völ­ke­rungs­schutz und Ka­ta­stro­phen­hil­fe und die Be­hör­de für In­ne­res der Frei­en und Han­se­stadt Ham­burg för­dern das Pro­jekt. Die For­schungs­ar­bei­ten wer­den vor­aus­sicht­lich Ende 2011 ab­ge­schlos­sen sein. Neben Gas-​Stör­fäl­len möch­ten die Wind­ka­nal-​For­scher am Ham­bur­ger Mo­dell zu­sätz­lich die Aus­wir­kun­gen des Kli­ma­wan­dels in Groß­städ­ten un­ter­su­chen. Unter an­de­rem wird er­forscht, wie der lo­ka­le Luft­aus­tausch im Stadt­ge­biet auch bei som­mer­li­chen Ex­trem­wet­ter­la­gen ge­währ­leis­tet wer­den kann.

Mo­dell der at­mo­sphä­ri­schen Grenz­schicht

Das Team um Pro­fes­sor Leitl mo­del­liert im Wind­ka­nal die at­mo­sphä­ri­sche Grenz­schicht – das sind die ers­ten 100 Meter über der Erde. Ein Ven­ti­la­tor, mit einem Durch­mes­ser von über drei Me­tern, Tur­bu­lenz­ge­ne­ra­to­ren und Strö­mungs­hin­der­nis­sen am Boden der Mess­stre­cke er­zeu­gen na­tur­ge­treue und tur­bu­len­te Wind­ver­hält­nis­se im Wind­ka­nal „Wotan“. For­scher und For­sche­rin­nen prü­fen, be­wer­ten und ver­bes­sern durch Wind­ka­nal-​Ex­pe­ri­men­te vor­han­de­ne Com­pu­ter­mo­del­le.

„Die Pro­gno­sen von Com­pu­ter­mo­del­len für Gas­aus­brei­tun­gen in Städ­ten sind als Folge räum­li­cher und zeit­li­cher Mit­tel­wert­bil­dung nur be­grenzt zu­ver­läs­sig“, so Pro­fes­sor Leitl. „Wind­ka­nä­le haben da­ge­gen klare Vor­tei­le – sie bil­den de­tail­ge­treu räum­li­che und zeit­li­che Rea­li­tät ab und lie­fern keine Durch­schnitts­wer­te.“ Vor sie­ben Jah­ren ana­ly­sier­te er be­reits Gas-​Stör­fäl­le am Bei­spiel der US-​Stadt Okla­ho­ma-​Ci­ty.

Wind­ka­nal-​For­schun­gen

In den ver­gan­ge­nen zehn Jah­ren un­ter­such­te der Kli­ma­Cam­pus-​For­scher ver­schie­de­ne Fra­ge­stel­lun­gen im Wind­ka­nal, zum Bei­spiel zur Aus­brei­tung von Ge­ruchs­stof­fen und Au­to­ga­sen in Städ­ten und zu Ex­trem­wind an Bau­wer­ken. Ende 2010 star­tet ein wei­te­res Stadt­kli­ma-​Pro­jekt zur Ana­ly­se, wie sich die Stadt­durch­lüf­tung durch neue Be­bau­ung ver­än­dert. Bei­spiel ist das Mo­dell des Ham­bur­ger Stadt­teils Wil­helms­burg.

Ein­zig­ar­tig: Tech­ni­sche Me­teo­ro­lo­gie in Ham­burg

„Der Wind­ka­nal kommt ur­sprüng­lich aus den In­ge­nieur­swis­sen­schaf­ten“, sagt Pro­fes­sor Leitl, der selbst Strö­mungs­me­cha­nik und Ther­mo­dy­na­mik stu­dier­te. Auch der Grün­der der Ab­tei­lung Tech­ni­sche Me­teo­ro­lo­gie in Ham­burg, Pro­fes­sor Mi­cha­el Schatz­mann, ist von Hause aus In­ge­nieur­wis­sen­schaft­ler – heute ist er stell­ver­tre­ten­der Di­rek­tor des Me­teo­ro­lo­gi­schen In­sti­tuts. Die Tech­ni­sche Me­teo­ro­lo­gie am Kli­ma­Cam­pus nimmt welt­weit eine Vor­rei­ter-​Rol­le in der Zu­sam­men­füh­rung von in­ge­nieur­swis­sen­schaft­li­chem und na­tur­wis­sen­schaft­li­chem Know-​how ein.