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A model analysing the urban thermal environment in physiologically significant terms

Ein physiologisch relevarites Analysenmodell für die thermischen Bedingungen in der Stadtklimatologie

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Archives for meteorology, geophysics, and bioclimatology, Series B Aims and scope Submit manuscript

Summary

Traditional heat island studies usually do not include bioclimatic aspects and are therefore of limited use to planners. We suggest a quantitative model for the assessment of the thermal urban climate component in physiologically significant terms. It is based on an adaption of Fanger's comfort (PMV) equation to outdoor conditions. This is achieved by parameterizing short and long wave radiative fluxes using easily obtainable meteorological data. Special emphasis is given to the change in radiation conditions within different urban structures. The spatial distribution of PMV values for a daytime and a nighttime situation in Freiburg i.Br., FRG, is presented.

Zusammenfassung

Es wird ein objektives Modell zur Erfassung des thermischen Wirkungskomplexes vorgeschlagen, das für die klimatische Komponente in der Stadt- und Siedlungsplanung physiologisch relevante Aussagen liefert. Das Modell beruht auf der Übertragung der Behaglichkeits-(PMV)-Gleichung von Fanger auf Freilandverhältnisse durch Parametrisierung der kurz- und langwelligen Strahlungsflüsse auf der Basis leicht erhältlicher meteorologischer Daten. Auf die Strahlungsbedingungen bei unterschiedlichen Siedlungsstrukturen wird besonders eingegangen. Die räumliche Verteilung von PMV-Werten wird für je eine Tag- und Nachtsituation in Freiburg vorgestellt.

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References

  1. Bartels, H., Rudolf, B., Swantes, H.J., Vent-Schmidt, V.: Klima als Faktor der Regionalplanung. Lufthygienisch-meteorologische Modelluntersuchung in der Region Untermain. Abschlußbericht Regionale Planungsgemeinschaft Untermain, 1977.

  2. Berglund, L. G., Stolwijk, J. A. J.: The Use of Simulation Models of Human Thermo-regulation in Assessing Acceptability of Complex Dynamic Thermal Environments. In: Energy Conservation Strategies in Buildings (Stolwijk, J. A. J., ed). John B. Pierce Foundation of Connecticut, 157–191 (1978).

  3. Campbell, G. S.: An Introduction to Environmental Biophysics. New York: Springer 1977.

    Google Scholar 

  4. Chandler, T. J.: Urban Climates. WMO Tech. Note 108, 1970.

  5. Chandler, T. J.: Urban Climatology and its Relevance to Urban Design. WMO Tech. Note 149, 1976.

  6. Clarke, J. F., Bach, W.: Comparison of the Comfort Conditions in Different Urban and Suburban Microenvironments. Int. J. Biomet.15, 41–54 (1971).

    Google Scholar 

  7. Falkenberg, G., Bolz, H. M.: Neue Bestimmung der Konstanten der Ångströmschen Strahlungsformel. Z. Met.3, 97–100 (1949).

    Google Scholar 

  8. Fanger, P. O.: Thermal Comfort: Analysis and Applications in Environmental Engineering. New York: McGraw-Hill 1972.

    Google Scholar 

  9. De Freitas, Chr. R.: Human Climates of Northern China. Atmospheric Environment13, 71–77 (1979).

    Google Scholar 

  10. Gagge, P. A., Stolwijk, J. A. J., Nishi, T.: An Effective Temperature Scale Based on a Simple Model of Human Physiological Regulatory Response. ASHRAE Trans.77 (Part 1), 246–262 (1971).

    Google Scholar 

  11. Gehrke, A., Nübler, W., Weischet, W.: Oberflächen- und Lufttemperatur in Abhängig-keit von der Baukörperstruktur. Ann. Met.12, 193–196 (1977).

    Google Scholar 

  12. Jendritzky, G., Sönning, W., Swantes, H. J.: Ein Verfahren zur bioklimatologischen Bewertung des thermischen Milieus. Ann. Met.12, 209–210 (1977).

    Google Scholar 

  13. Jendritzky, G., Sbnning, W., Swantes, H. J.: Ein objektives Bewertungsverfahren zur Beschreibung des thermischen Milieus in der Stadt- und Landschaftsplanung („,KlimaMichel-Modell”). Beitr. d. Akad. Raumforschung Landesplanung, Bd. 28, 1979.

  14. Jendritzky, G., Sönning, W.: Der Einfluß der Strahlung auf die thermischen Bedingungen in der Klimatherapie. Z. Phys. Med.6, 283–291 (1979).

    Google Scholar 

  15. Jendritzky, G., Schmidt-Kessen, W.: Bewegungstherapie im heilklimatischen Kurort. Heilbad und Kurort33, Heft 1, 10–19, Heft 2, 40–45 (1981).

    Google Scholar 

  16. Kasten, F., Czeplak, G.: Solar and Terrestrial Radiation Dependent on the Amount and Type of Cloud. Solar Energy24, 177–189 (1980).

    Google Scholar 

  17. Monteith, J. L.: Principles of Environmental Physics. New York: American Elsevier 1973.

    Google Scholar 

  18. Morgan, D. L., Baskett, R. L.: Comfort of Man in the City. An Energy Balance Model of Man-Environment Coupling. Int. J. Biomet.18, 184–198 (1974).

    Google Scholar 

  19. Nübler, W.: Konfiguration und Genese der Wärmeinsel der Stadt Freiburg. Freiburger Geogr. Hefte 16, 1979.

  20. Nübler, W.: Wind-Induced Microclimatic Differences Detected from Thermal Scanner Data. Proc. Symp. Int. Soc. of Photogrammetry, Freiburg, Vol. II, pp. 1039–1050 (1979).

    Google Scholar 

  21. Oke, T. R.: Review of Urban Climatology 1968–1973. WMO Tech. Note 134, 1974.

  22. Oke, T. R.: Review of Urban Climatology 1973–1976. WMO Tech. Note 169, 1979.

  23. Schirmer, H.: Planungsfaktor Klima. Promet 3/80, 1–4 (1980).

  24. Steinhauser, F.: Die mittlere -Trübung der Luft an verschiedenen Orten, beurteilt nach Linkes Trübungsfaktoren. Gerlands Beitr. Geophys.42, 110–121 (1934).

    Google Scholar 

  25. Terjung, W.: Urban Energy Balance Climatology: a Preliminary Investigation of the City-Man System in Downtown Los Angeles. Geogr. Rev.60, 31–53 (1970).

    Google Scholar 

  26. Tuller, S. E.: Effects of a Moderate Sized City on Human Thermal Bioclimate during Clear Winter Nights. Int. J. Biomet.24, 97–106 (1980).

    Google Scholar 

  27. Valko, P.: Die HimmelsstraWung in ihrer Beziehung zu verschiedenen Parametern. Arch. Met. Geoph. Biokl., Ser. B14, 337–359 (1966).

    Google Scholar 

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Dedicated to Prof. Dr. W. Weischet, Department of Geography, University of Freiburg (FRG), on the occasion of his 60th birthday.

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Jendritzky, G., Nübler, W. A model analysing the urban thermal environment in physiologically significant terms. Arch. Met. Geoph. Biocl., Ser. B 29, 313–326 (1981). https://doi.org/10.1007/BF02263308

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