Aufgrund anthropogener Einflüsse herrschen in Städten gegenüber dem Umland veränderte klimatische Bedingungen vor. Versiegelte Oberflächen, eingeschränkte Durchlüftung, eine hohe Wärmespeicherung von Gebäuden und Straßen sowie zusätzliche Wärmequellen führen dazu, dass sich städtische Räume stärker aufheizen und nachts langsamer abkühlen.

Gerade in den Nachtstunden kann kühlere Umgebungsluft aus angrenzenden Grünflächen, Freiräumen, landwirtschaftlich geprägten Flächen oder auch größeren innerstädtischen Grünräumen entlang von Kaltluftleitbahnen in das wärmere Stadtgebiet einströmen. Dieser Luftaustausch kann dazu beitragen, die nächtliche Wärmebelastung zu reduzieren, überwärmte Siedlungsbereiche zu entlasten und die bioklimatische Situation zu verbessern.

Da die Kaltluft in Bodennähe mit meist geringer Geschwindigkeit strömt, reagiert sie entsprechend empfindlich auf Strömungshindernisse. Gebäude, Mauern, dichte Gehölzstrukturen oder quer zur Strömungsrichtung verlaufende Barrieren können den Abfluss deutlich abbremsen oder unterbrechen. Kaltluft kann vor allem entlang von Bereichen wirksam in die Stadt gelangen, die ausreichend offen, zusammenhängend und frei von größeren baulichen oder vegetativen Hindernissen sind. Deshalb ist es besonders wichtig, solche Kaltluftbahnen in der Stadt- und Freiraumplanung zu sichern, von weiterer Verdichtung freizuhalten und dort, wo möglich, gezielt zu stärken.

Zur Ermittlung der Kaltluftbewegungen in Gelände mit ausgeprägter Topographie verwenden wir ein zweidimensionales, mathematisch-physikalisches Simulationsmodell, welches Kaltluftflüsse und Kaltluftansammlungen darstellt. Das Kaltluftmodell berechnet die bei nächtlicher Abkühlung entstehenden Schwereströmungen sowie die zeitliche Entwicklung der Kaltluftschichtdicke für den ausgewählten Zeitraum von mehreren Stunden bis zur gesamten Nacht.

Die Ermittlung der Fließrichtung, Fließgeschwindigkeit, Kaltluftschichtdicke über dem Gelände und des Kaltluftvolumenstroms bzw. der Kaltluftvolumenstromdichte gibt präzise Aufschlüsse die Lage und Relevanz von Frischluftschneisen.