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GIK unterstützt studentisches Geoökologie-Projekt

Das im Sommersemester 2013 durchgeführte Projekt „Klimatologische Untersuchung eines Grünzugs in Karlsruhe mit Hilfe eines Messfahrrads“ sollte mit der Entwicklung eines speziellen Messaufbaus Nachweise für kleinräumige Temperaturdifferenzen liefern. Dafür wurden Messungen in der Umgebung eines Grünzugs im Westen Karlsruhes erfasst. Das Untersuchungsgebiet befindet sich rund um einen in nordöstlicher Richtung verlaufenden Grünzugstreifen, welcher den Stadtteil Mühlburg von der Weststadt Karlsruhes trennt. Aus den Ergebnissen wurden im Anschluss interpolierte, klimatische Karten erstellt. Mit den Messungen wurde insbesondere überprüft, ob der Grünzug kühler und feuchter als die umgebende Bebauung ist und ob offene Wohnbebauung kühler und feuchter als innerstädtische Blockbebauung ist. Zusätzlich wurde ein Vergleich zwischen einem geodätischen GPS (GPS+GLONASS; Phasenmessung) und einem USB-GPS (GPS; Codemessung) im Hinblick auf hinreichende Messgenauigkeit für diese Art von Untersuchungsmethode angestrebt.

Bei der Konzeption der Messfahrt waren die Auswahl der Fahrtroute (gleichmäßig Abdeckung des Untersuchungsgebiets), die Fahrtgeschwindigkeit (Trägheit der Sensoren) sowie das Wetter zum Zeitpunkt der Messung (strahlungsintensive und windarme Tage, jeweils um 15:30 Uhr und um 22:00 Uhr (UTC)) die wichtigsten Faktoren. Die Messeinheit umfasst zwei strahlungsgeschützte und belüftete Temperatur- und Feuchtesensoren (Höhe von 0,5 m und 2 m über Boden) sowie ein geodätisches GPS und einen USB-GPS Stick. Um eine Verfälschung der Messungen zu vermeiden, wurde die Messeinheit an einem Anhänger angebracht. Weiterhin ist die gesamte Messeinheit dadurch flexibler und kann auch als Handwagen verwendet werden.

Für die Datenauswertung wurden die mobil erhobenen Klimadaten mit den GPS Daten zeitreferenziert. Die zeitliche Änderung der Temperaturdaten wurde über zwei Ansätze korrigiert: Als räumlicher Interpolationsansatz wurde Ordinary Kriging gewählt, des Weiteren erfolgte eine Einteilung der Daten in Landnutzungsgruppen (offene Wohnbebauung, Grünzug, innerstädtische Blockbebauung).

Die Ergebnisse der Untersuchung bestätigen die Eignung der entwickelten Methodik für diese Art von Messung und für die Erfassung sehr kleinräumiger, klimatischer Änderungen. Die interpolierten Karten visualisieren regionale Unterschiede für die untersuchte Wetterlage am 21.08.2013 von bis zu 3,2°C für die Lufttemperatur und bis zu 17,7 % für die relative Luftfeuchte. Die statistische Datenauswertung bestätigte die Hypothese zu den klimatischen Unterschieden zwischen den Landnutzungsklassen; Unterschiede zwischen Bebauungsarten können für nachts bestätigt werden, für abends jedoch nicht. Der visuelle Vergleich der GPS-Daten zeigt, dass das geodätische GPS weitaus präzisere Ergebnisse liefert als das USB-GPS. Vor allem bei Richtungswechseln in Häuserschluchten reagiert das USB-GPS stark verzögert (Abweichungen von bis ca. 5 m). Dennoch genügt das USB-GPS den Ansprüchen der Untersuchung und ist für die notwendige räumliche und zeitliche Auflösung bei vergleichbaren Messungen geeignet.