Die Wissenschaftler*innen des Fraunhofer IBP führten zwei Reihen von Klimasimulationen durch – eine mesoskalige und eine mikroskalige Reihe. Die Klimasimulationen sollten einen typischen Sommertag (24 Stunden) in Shanghai abbilden, um Schwankungen in dem städtischen Mikroklima im Laufe des Tages zu demonstrieren.
Die erste Simulationsreihe (mesoskalig) umfasste das gesamte Stadtgebiet von Shanghai (Fläche 6,833 km2). Die räumliche Auflösung der Simulationen innerhalb des Stadtgebiets betrug 1 km x 1 km. Die zeitliche Auflösung der Ausgabedaten betrug 1 Stunde (obwohl der tatsächliche Simulationszeitschritt deutlich kleiner war). Dabei wurde die städtische Geometrie lediglich im Durchschnitt berücksichtigt. Der Simulationszeitraum umfasste neben dem angestrebten 24-Stunden-Zeitraum mehrere Tage im Vorlauf, um zuverlässige Ausgangsbedingungen für die zweite Simulationsreihe liefern zu können. Die Simulationen wurden mit der Software WRF (Weather Research and Forecasting) durchgeführt.
Die zweite Simulationsreihe (mikroskalig) bezog sich auf zwei spezifische »Schwerpunktbereiche« im Stadtzentrum. Die horizontale Ausdehnung jedes der beiden Gebiete betrug etwa 2-3 km2. Die räumliche Auflösung der Simulation betrug 5 m x 5 m. Durch diese relativ hohe Auflösung konnte die tatsächliche Geometrie der bebauten Strukturen in den CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) berücksichtigt werden. Die zeitliche Auflösung der Ausgabedaten betrug 1 Stunde (obwohl der tatsächliche Simulationszeitschritt deutlich kleiner war). Die zuvor beschriebenen mesoskaligen Simulationen des gesamten Stadtgebiets von Shanghai lieferten die Ausgangsbedingungen für diese Simulationsreihe. Die Simulationen wurden mit dem LES-Modus (Large Eddy Simulation) der PALM-4U-Software durchgeführt.
Für beide Szenarien wurden die folgenden Klimabedingungen geschätzt:
- Lufttemperatur
- Luftfeuchtigkeit
- Windfeldcharakteristika
- Intensität der städtischen Wärmeinsel (UHI)
- Thermischer Komfort
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
