Straßenschluchten erhöhen Windgeschwindigkeit und erzeugen Fallböen

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Wenn eine Böe auf die Straßenschluchten einer Stadt trifft, erhöht sich zwischen den Häusern die Geschwindigkeit dieses Luftstroms und sorgt gleichzeitig für Luftwirbel über den Dächern der Häuser, die zusätzlich die Windgeschwindigkeit über der Straße erhöht.

Starke konvektive Böen führen zu Windverhältnissen, die sich von denen der atmosphärischen Grenzschicht (ABL), der Peplosphäre, unterscheiden. Hauptunterschiede sind hohe Geschwindigkeiten am Boden und schnell wechselnde Strömungsverhältnisse. Ihr Zusammenspiel mit innerstädtischen Gebieten wurde nur selten untersucht und ist das Ziel einer aktuellen Arbeit des KIT in Karlsruhe.

In der experimentellen Studie wurden die konvektiven Böen durch einen Luftstrahl simuliert, der in eine ABL-Strömung eingebettet ist, die durch einen Windkanal erzeugt wurde. Dieser Windstoß wurde auf ein Modell von Straßenschluchten gelenkt. Einmal als kontinuierlicher Strahl und dann als gepulster Strahl.

Die entstandenen Strömungsfelder innerhalb der Straßenschluchten wurden dabei vermessen.

Vergleiche des Strömungsfeldes innerhalb eines Straßenschluchtmodells mit dem einer Böenausbreitung auf offenem Gelände zeigten eine durchschnittliche Erhöhung der maximalen horizontalen Geschwindigkeit um 50% innerhalb des Canyons, gleichzeitig eine Zunahme der Höhe der ausströmenden Luftmasse und eine lange Erhaltung dieser hohen Geschwindigkeit - dreimal länger als über offenem Gelände.

Weitere Experimente mit "gepulsten" Windstößen erzeugten ringförmige Wirbel von Fallböen über den Dächern der Straßenschluchten. Diese Wirbel führten zu einer zusätzlichen Erhöhung der Spitzengeschwindigkeiten.

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