Concepto de clima urbano

El desarrollo técnico del concepto de clima urbano por parte de Geo-Net Umweltconsulting GmbH(Link ist extern), de Hannover, contó con el apoyo de un grupo de proyecto administrativo interno bajo la dirección del departamento de desarrollo urbano. Los resultados (provisionales) del concepto de clima urbano se presentaron y debatieron con otros empleados de la administración de la ciudad de Jena en diversas reuniones de trabajo y en dos talleres. El proyecto se llevó a cabo en el periodo 2021-2024 con un procedimiento de adjudicación previo para los servicios de planificación en la segunda mitad de 2020.

El proyecto fue financiado proporcionalmente (40%) por el Estado Libre de Turingia como parte del programa de financiación "Klima Invest". La financiación está destinada a alcanzar los objetivos de la Ley del Clima de Turingia, en particular la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la adaptación a las consecuencias inevitables del cambio climático en Turingia.

El proyecto se divide en los siguientes módulos

1. modelización del clima urbano y análisis climático

El sobrecalentamiento urbano sigue aumentando en Jena, sobre todo como consecuencia del cambio climático global. La progresiva densificación del centro de la ciudad debido a la elevada presión de utilización del espacio limitado y a la pérdida de zonas verdes puede intensificar aún más esta evolución. En aras de un desarrollo urbano resistente al clima, es necesario evaluar las zonas en función de sus características climáticas o de su función climática. Esta evaluación constituye a continuación la base y la ayuda argumental para la evaluación de los desarrollos estructurales, para el desarrollo de propuestas de optimización y para asegurar zonas de compensación climática.

En un primer paso, se llevó a cabo una modelización climática urbana tridimensional de alta resolución para Jena utilizando FITNAH-3D, que representa el uso actual del suelo y la estructura verde, además de reflejar diversos usos del suelo y escenarios de cambio climático. La zona de estudio, de aproximadamente 195 km², se modelizó en una cuadrícula horizontal de 10 m a lo largo de 24 h (paso temporal: 10 segundos). Esto constituyó la base para la evaluación cualitativa y cuantitativa del proceso climático-ecológico del aire frío y la situación de sobrecalentamiento o la situación de estrés bioclimático humano para el día y la noche.

El análisis del clima urbano se realizó para tres escenarios. Los dos escenarios futuros se refieren al año 2035.

En el siguiente paso, se crearon mapas individuales de parámetros climáticos urbanos clave a partir de los cálculos de los tres modelos. Estos incluyen la temperatura a nivel del suelo y el campo de vientos, el flujo de volumen de aire frío, la tasa de producción de aire frío (noche) y la temperatura percibida (día), en cada caso para la situación actual y los dos escenarios futuros. A continuación, esta información climática individual se resumió en seis mapas sintéticos de análisis climático (uno para cada escenario), uno para el día (14:00 horas) y otro para la noche (04:00 horas).

2. mapas de información de evaluación y planificación

En este módulo del proyecto se ha evaluado el presente análisis climático. Esta evaluación se basa en la hoja 1 de la directriz VDI 3785, que utiliza categorías de evaluación para identificar los factores favorables y desfavorables de un lugar y derivar requisitos específicos de actuación y planificación. El área urbana se divide en el área efectiva (zonas de asentamiento/tráfico) y el área de compensación (espacios verdes y abiertos) y se asigna a una categoría de evaluación correspondiente (situación bioclimática muy favorable a muy desfavorable o importancia bioclimática muy alta a muy baja) utilizando un algoritmo (la llamada transformación z). De este modo, las distintas zonas de la ciudad se evalúan en comparación entre sí, ya que no pueden utilizarse como base de evaluación valores límite universalmente válidos y legalmente normalizados. Esta evaluación se realiza para la situación diurna y nocturna en los tres escenarios. Como resultado, se dispone de seis mapas de evaluación para la zona urbana.

Los mapas de evaluación constituyen en última instancia la base del mapa de información para la planificación climática. El mapa orientativo de planificación se basa en los resultados del escenario futuro P2 con señal de cambio climático y desarrollo urbano adicional y, por tanto, tiene en cuenta los efectos del cambio climático previsto en el sentido de una estrategia de precaución. Como mapa de abstracción, combina todas las representaciones de análisis climático precedentes. Identifica y analiza las zonas de compensación y de estrés, ofrece recomendaciones para la planificación desde una perspectiva climatológica urbana y sirve así de base importante para la consideración de las cuestiones climáticas en la planificación preparatoria y vinculante del uso del suelo urbano. El objetivo es mantener la calidad de vida en el sentido del artículo 1 (5) de la BauGB y mantener unas condiciones de vida y de trabajo saludables en el sentido del artículo 34 de la BauGB en la ciudad y, al mismo tiempo, desarrollar la ubicación de un centro regional acorde con la demanda.

Además de los cambios derivados del cambio climático previsto, el mapa de información urbanística también se centra en los desarrollos urbanísticos previstos y evalúa su impacto climático urbano previsto en la propia zona y en el vecindario adyacente. Para 69 áreas de desarrollo (anteproyecto para la actualización del FNP, a 4 de noviembre de 2022), se llevó a cabo una evaluación individual por expertos de los efectos sobre el clima como recurso protegido como parte del concepto de clima urbano; los resultados para 55 de estas áreas se resumieron en un perfil . Para todas las zonas urbanizables, los expertos confirmaron que pueden realizarse sin repercusiones significativas sobre el clima local, siempre que el método de construcción se adapte al clima. De acuerdo con la evaluación del emplazamiento, se formulan recomendaciones de planificación para la realización estructural, que pueden apoyar un método de construcción adaptado al clima en el emplazamiento respectivo y deben detallarse en los niveles de planificación posteriores.

3. aplicación instrumental

Con el objetivo de anclar los conocimientos adquiridos y las recomendaciones de actuación basadas en ellos procedentes del mapa de información urbanística en la legislación urbanística y trasladarlos a la aplicación, se analizó la aplicación instrumental como parte del concepto de clima urbano. Además de los instrumentos formales de planificación de la ordenación del territorio urbano preparatorios y vinculantes, también se tuvieron en cuenta la promulgación de normativas locales de construcción o la oferta de incentivos y programas de apoyo a los ciudadanos, y se presentaron las correspondientes propuestas para Jena.

El "Concepto climático urbano para la ciudad de Jena" fue confirmado por el Consejo Municipal el 26 de febrero de 2025 como base de actuación para un desarrollo urbano sostenible y adaptado al clima para la administración de la ciudad. En el futuro, las decisiones relevantes para la planificación y los proyectos dentro del área urbana de Jena se tomarán teniendo en cuenta los resultados del concepto climático urbano. Los resultados del mapa de información sobre la planificación climática y el contenido de los perfiles individuales de las zonas de desarrollo se integrarán en el plan de ordenación territorial mediante un mapa climático complementario. Además, los resultados disponibles, incluida la información y las recomendaciones de planificación de las fichas de datos, se tendrán en cuenta lo antes posible en la planificación vinculante del uso del suelo urbano (planes de desarrollo).

La aplicación de medidas de adaptación climática en zonas interiores no planificadas -es decir, en zonas existentes sin un plan de desarrollo vinculante- también reviste gran importancia en Jena. Una gran parte de las zonas climáticamente contaminadas existen, pero a menudo son de propiedad privada y, por tanto, quedan fuera del ámbito de influencia municipal. Con el objetivo de conseguir unas condiciones de vida y de trabajo saludables - hoy y en el futuro - deben especificarse unas condiciones marco adecuadas para el desarrollo, especialmente para las zonas existentes con contaminación climática. Por ello, la resolución del ayuntamiento sobre el concepto de clima urbano formuló la tarea de examinar las posibilidades de anclar medidas de adaptación al clima mediante directrices locales o normativas de construcción en Jena y aplicarlas en la medida de lo posible.

Debido a la influencia antropogénica, en una ciudad prevalecen condiciones climáticas modificadas, que tienden a acentuarse a medida que aumenta el número de habitantes o el tamaño de la ciudad. Las razones de ello son, por ejemplo, el alto grado de sellado, que se ve compensado por una baja proporción de vegetación y superficies naturales.

Cabe mencionar aquí el aumento de la superficie debido a los edificios (deterioro del flujo debido al aumento de la rugosidad, reflejos múltiples de los edificios) y las emisiones del transporte, la industria y los hogares (flujo de calor antropogénico). En comparación con el entorno, en gran parte natural o casi natural, no urbanizado, estos efectos provocan temperaturas más elevadas y estrés bioclimático en verano. El fenómeno del sobrecalentamiento es especialmente notable por la noche y se conoce como isla de calor urbana.

A diferencia de lo que ocurre, por ejemplo, en el caso de la higiene del aire o la contaminación acústica, todavía no existe una normativa normalizada sobre valores orientativos o incluso límites para la contaminación térmica. Para la evaluación se utilizan el confort térmico y la salud humana (bienestar, rendimiento, tasas de enfermedad y mortalidad). Los parámetros de la velocidad del viento, la temperatura del aire y de la radiación y la humedad del aire tienen aquí una importancia central. En la climatología urbana y regional se han establecido en las últimas décadas diversos parámetros biometeorológicos humanos que pueden utilizarse para determinar los efectos de la contaminación en el bienestar humano.

La temperatura fisiológica equivalente (PET) tiene en cuenta la temperatura percibida, que está influida por la temperatura del aire, la humedad, la velocidad del viento y la radiación. Teniendo en cuenta el equilibrio térmico humano, pueden derivarse varios niveles de estrés fisiológico, que van desde el estrés por frío extremo hasta el estrés por calor extremo. Este índice se utiliza como parte del concepto de clima urbano para evaluar la situación diurna (14:00 horas) en zonas al aire libre.

Mientras que las altas temperaturas durante el día tienden a causar estrés en los lugares de trabajo, las altas temperaturas nocturnas, en particular, plantean un gran desafío en los hogares privados. El cuerpo sólo puede recuperarse del estrés térmico del día en condiciones térmicas favorables. La Agencia Federal de Medio Ambiente recomienda una temperatura en el dormitorio de 17-18 °C para un sueño reparador. Alcanzar estas temperaturas interiores depende en gran medida del edificio (aislamiento térmico en verano mediante aislamiento, sombreado, orientación de la planta, refrigeración activa/pasiva, etc.). Como parte del concepto de clima urbano, la temperatura nocturna a las 4 de la madrugada a una altura de 2 metros sobre el nivel del suelo se utiliza como base para evaluar la situación nocturna.

→ Más detalles en el informe, apartado 2.1 "Confort térmico y salud humana"

Se trata de una situación meteorológica determinada por influencias locales y regionales con débiles corrientes de viento y condiciones de radiación sin obstáculos, que se caracteriza por pronunciadas variaciones diurnas de la temperatura, la humedad y la radiación del aire.

Asociada a esta situación meteorológica autóctona se produce una noche de baja radiación eólica, en la que la radiación nocturna crea importantes diferencias de temperatura en la zona urbana debido a la ausencia de nubosidad. Esta situación da lugar a las mayores cargas térmicas dentro de la ciudad y las características climáticas locales están particularmente bien caracterizadas. Entre ellas se encuentran el efecto de isla de calor y la dinámica del aire frío autodesarrollado, que no se ve influido por ningún flujo superpuesto. Esto significa que las trayectorias del flujo de aire frío pueden identificarse en una situación climática autóctona.

En Jena, la media a largo plazo de los últimos 30 años ha sido de unas 32 noches de radiación de vientos bajos al año, aunque existen diferencias estacionales en la distribución. En los tres meses de verano, junio, julio y agosto, se observaron unas 14 noches de radiación de viento bajo, lo que corresponde aproximadamente al 15 % de todas las noches de este periodo.

El aire frío se produce por la noche sobre superficies naturales o casi naturales por la radiación de calor. Las zonas con poca vegetación (por ejemplo, pastizales, tierras de cultivo, céspedes y prados, pero también barbechos) resultan ser especialmente productivas de aire frío por la noche. Debido a su volumen, los bosques generan grandes cantidades de aire frío. Éste se genera por encima del dosel y luego se hunde en el espacio del tronco debido a su peso. La mayor proporción de aire frío se genera en los alrededores de la ciudad. La intensidad del flujo de aire frío depende del tamaño de la cuenca hidrográfica, la inclinación de la pendiente, la anchura de los valles y la ausencia de obstáculos. La penetración del aire frío en la zona urbanizada depende del tamaño del asentamiento, de la estructura y de la densidad de construcción, así como de la liberación antropogénica de calor y de la cantidad de aire frío que entra. Además de los edificios, los árboles también pueden actuar como obstáculo al flujo de aire cerca del suelo.

En comparación con muchas otras ciudades, la ciudad de Jena se beneficia de una pronunciada dinámica del aire frío. Esto se debe a la llamativa topografía y al variado relieve, así como a las productivas zonas de formación de aire frío, situadas en las inmediaciones del centro de la ciudad. La ciudad se ventila durante las noches radiantes principalmente desde las extensas zonas de los valles laterales del Saale y del propio valle meridional del Saale. Esto favorece una buena ventilación de la zona de asentamientos de Jena y, por tanto, influye positivamente en el clima urbano.

La tasa de producción de aire frío, el espesor del aire frío y el flujo de volumen de aire frío son variables relativas que permanecerán invariables incluso en una atmósfera más cálida en el futuro debido al cambio climático (si no se ven modificadas por cambios en el uso del suelo como polígonos industriales a gran escala o expansiones de asentamientos). En consecuencia, lo mismo cabe decir de los elementos centrales derivados de estas variables, como las trayectorias del flujo de aire frío. Ni que decir tiene que el aire frío tiende a ser más cálido con el cambio climático que en la actualidad y, por tanto, puede contribuir menos a reducir la contaminación térmica nocturna.

Los análisis del clima urbano pueden basarse en diversos procedimientos metodológicos de análisis. En Jena se utilizó la modelización numérica del clima urbano. Los cálculos del modelo para Jena se realizaron utilizando el modelo climáticoFITNAH-3D. La resolución horizontal de la modelización es de 10 m, es decir, Jena está dividida en una cuadrícula con un tamaño de cuadrícula de 10 m x 10 m (corresponde a aproximadamente 4,5 millones de celdas de cuadrícula). Para cada celda de la cuadrícula se determina información como la altura del terreno, el uso del suelo, los contornos y alturas de los edificios, los árboles y la proporción de superficies selladas, que se utilizan como datos de entrada para el cálculo del modelo. Con una superficie aproximada de 458 km², la zona de estudio seleccionada se extiende mucho más allá del área de la ciudad de Jena (115 km²) para tener en cuenta las diferencias de altitud y uso del suelo en los alrededores que influyen en el clima urbano de Jena.

De acuerdo con la ciudad tecnológica, la modelización se basa en una situación meteorológicaestival de altas presiones con cielos despejados y un viento suprayacente muy débil (→ situación meteorológica autóctona, temperatura máxima diaria superior a 25 °C).

→ Más detalles en el informe, apartado 5.1 "Modelización numérica".

En el concepto de clima urbano de Jena se desarrollaron dos escenarios futuros además de la situación actual. Esto se hizo con el objetivo de presentar y finalmente evaluar los efectos del cambio climático previsto por separado de los efectos del futuro desarrollo de la construcción.

En el marco de la actualización del plan de ordenación territorial de la ciudad de Jena, debe realizarse una evaluación medioambiental de las zonas de desarrollo de la construcción. Deben evaluarse los efectos significativos sobre el clima urbano y los efectos específicos sobre la propia zona (clima/protección del aire) que cabe esperar como consecuencia del desarrollo previsto. Para separar los efectos de la urbanización prevista de los efectos del cambio climático previsto, se definió una señal de cambio climático para los cálculos del modelo del futuro, que representa el futuro una vez con y otra sin urbanización en dos escenarios. No se modelaron medidas de adaptación climática como parte del concepto de clima urbano.

→ Más detalles en el informe, apartado 5.1.2 "Desarrollo de escenarios".

De acuerdo con la Directriz VDI 3787 Hoja 9, todos los cálculos del modelo para el Concepto Climático Urbano de Jena se basan en condiciones climáticas autóctonas (condiciones climáticas estivales con poco viento y alta presión sin nubosidad). Normalmente, un día de verano autóctono da lugar a situaciones que provocan las mayores cargas térmicas en algunas zonas de la ciudad a lo largo del año debido a la elevada insolación y al escaso intercambio de aire a gran escala (autóctono). Aunque se trate de una situación meteorológica especial, tales condiciones climáticas se dan regularmente en Jena y varias veces cada verano. En los meses de verano de junio, julio y agosto, hay más de 15 noches autóctonas en Jena, y 32 noches en todo el año en la estación más cercana, Erfurt-Weimar.

Se modelizó un ciclo diario para cada escenario, que comenzaba a las 21:00 y terminaba a las 14:00 del día siguiente, a la hora del punto más alto del sol. La temperatura inicial del modelo para la situación real es de 20 °C a las 21.00 horas. Esto se determinó analizando una serie temporal de 30 años de la estación de medición del Observatorio de Jena del DWD (1991-2020) para los días medios de verano (temperatura máxima diaria > 25 °C) en los meses de verano de junio, julio y agosto a las 21:00 horas. Para los escenarios futuros P1 y P2, la temperatura inicial se incrementó en 2 Kelvin y la humedad del suelo se redujo por debajo del punto de marchitamiento en ambos cálculos del modelo.

Las condiciones iniciales seleccionadas representan deliberadamente una situación de estrés térmico, al menos para algunas partes de la ciudad, pero no un evento extremo. El objetivo del concepto de clima urbano es diferenciar espacialmente esta situación de estrés y contrarrestarla mediante un desarrollo urbano sostenible y medidas adecuadas de adaptación al clima.

→ Más detalles en el informe, apartado 5.1.5 "Marco y condiciones límite".

En Jena, el futuro clima urbano en 2035 se calculó con una señal de cambio climático muy fuerte como parte de una estrategia de precaución. Basándose en el RCP 8.5 ("continuar como hasta ahora" en lo que respecta al curso de la concentración absoluta de gases de efecto invernadero en la atmósfera), se incluye en el modelo de cálculo un aumento de la temperatura de 2 Kelvin para el futuro próximo hasta 2035. Además, se ha supuesto una reducción de la humedad del suelo (del 60 % al 30 %) en los espacios verdes y abiertos. Las clases de aprovechamiento con poca vegetación ya no pueden entonces evaporar, de modo que en el modelo la energía incidente de onda corta se convierte directamente en calor sensible, lo que contribuye a un aumento de la temperatura del aire a nivel del suelo, sobre todo durante el día. Los árboles quedan excluidos.

El modelo climático FITNAH-3D se alimentó con los datos de entrada correspondientes a cada escenario (situación actual, escenarios futuros P1 y P2). Los datos de entrada se registraron en julio de 2021 y reflejan el estado de los conocimientos en ese momento. Se asignó al modelo la siguiente información para cada celda de cuadrícula de 10 m

• Terreno / orografía (modelo digital del terreno)
• Uso del suelo / grado de sellado (clases de uso del modelo: Edificio, sellado no urbanizado, superficie de la vía, suelo no natural, arena/grava, terreno abierto/césped, árbol sobre sellado, árbol sobre suelo no natural, árbol sobre césped, agua)
• Altura estructural (para edificios, vegetación baja y árboles)

Como el concepto de clima urbano no sólo pretendía representar la situación actual, también era necesario desarrollar condiciones marco climáticas y relacionadas con la estructura urbana para los escenarios futuros P1 y P2. Los tres modelos de cálculo se basan en el mismo modelo digital del terreno.

La situación actual tiene en cuenta las condiciones climáticas y estructurales de la ciudad en el momento de la recogida de datos (julio de 2021) a partir de los geodatos disponibles. Con el objetivo de estar lo más actualizados posible, también se integraron en el modelo de cálculo de la situación real los planes de desarrollo legalmente vinculantes y los proyectos de construcción que se están ejecutando en la actualidad o se ejecutarán en un futuro próximo (→ véase el cuadro 9 del informe).

El escenario P1 "Cambio climático" (sin desarrollo urbano) contiene la misma estructura urbana que la situación real y pretende ilustrar los efectos esperados como consecuencia del cambio climático. Sin embargo, cuando se mira hacia el futuro, existe inevitablemente un cierto grado de incertidumbre en cuanto a la magnitud del cambio climático que realmente se producirá. En Jena, el futuro clima urbano en 2035 se calculó con una fuerte señal de cambio climático como parte de una estrategia de precaución. Basándose en el RCP 8.5 ("continuar como hasta ahora" en lo que respecta al curso de la concentración absoluta de gases de efecto invernadero en la atmósfera), se incluye en el modelo de cálculo un aumento de la temperatura de 2 Kelvin para el futuro próximo hasta 2035. Además, se ha supuesto una reducción de la humedad del suelo (del 60% al 30%) en los espacios verdes y abiertos, lo que provoca una falta de refrigeración por evaporación de estas zonas durante el día. Los árboles quedan excluidos de esto.

En el Escenario P2 "Cambio climático con desarrollo urbano", se mantuvo la señal de cambio climático de +2 Kelvin ya utilizada en el Escenario P1 y la suposición de sequedad de los espacios verdes y abiertos. El escenario P2 también incluye el desarrollo urbano planificado. En este caso, se supuso la construcción de 69 zonas de desarrollo potencial para viviendas, comercios, construcciones especiales y transportes, así como huertos alquilados (basándose en el anteproyecto del plan de uso del suelo urbano con fecha de 4 de noviembre de 2022). Las zonas de desarrollo previstas se basan, entre otros, en el "concepto de zona de desarrollo residencial de Jena 2035", el "concepto de desarrollo de zona comercial y de trabajo de Jena 2035" y el "concepto de desarrollo de jardines" (actualización de 2024). El "enfoque de píxel mixto" se utilizó principalmente para modelizar las zonas de desarrollo de la FNP. La planificación urbanística específica solo pudo integrarse en el cálculo del modelo para P2 para tres áreas de desarrollo.

→ Más detalles en el informe, sección 4.4 "Cambio climático futuro" y sección 5.1.4 "Preparación de los datos de entrada del modelo"

En el momento de la modelización (julio de 2021), no se disponía de planes urbanísticos concretos para un gran número de los planes de desarrollo jurídicamente vinculantes y la mayoría de las zonas de desarrollo del FNP. Por lo tanto, para transferir estas zonas al modelo de cálculo, se aplicó el denominado "enfoque de píxel mixto". Para las zonas que se desarrollarán en el futuro (residencial, comercial, construcción especial), se seleccionaron zonas de la zona urbana existente que, como las denominadas "gemelas de zona", se corresponden en mayor medida con el estado de desarrollo del futuro. La distribución porcentual de la cubierta superficial (edificios, superficies selladas, césped, árboles, etc.) se registró para estas zonas gemelas y se transfirió a las zonas de desarrollo.

El enfoque de píxeles mixtos ofrece la posibilidad de analizar y evaluar los desarrollos urbanísticos previstos en función de su compatibilidad con el clima urbano. Sin embargo, hay que tener en cuenta que este enfoque de modelización sólo puede representar el desarrollo futuro hasta cierto punto. Por una parte, las clases de utilización del modelo (como píxeles en una cuadrícula de 10 m) se distribuyen aleatoriamente por la zona. Esto no se corresponde con la estructura edificatoria real de la zona hermanada, sino que sólo representa la distribución porcentual de la cobertura de la superficie. No hay modelización de estructuras de edificios contiguos, por ejemplo, edificios de cierto tamaño y orientación, que pueden actuar como obstáculo al flujo, o estructuras verdes contiguas, que podrían entonces ser más eficaces para la refrigeración, por ejemplo. Además, este método no aplica un método de construcción adaptado al clima, sino solo la adopción de estructuras de edificios existentes o sus porcentajes de superficie.

→ Más detalles en el informe, apartado 5.1.3 "Enfoque de píxeles mixtos"

Los edificios se incluyen en el modelo de cálculo como un modelo de edificio en 3D (LoD2) con su superficie construida, altura y formas de tejado normalizadas (por ejemplo, tejados a dos aguas, a cuatro aguas, de mansarda, a un agua o de carpa). Los edificios se incrustan en el modelo digital de superficie de la ciudad. Los edificios sobre rasante se modelan sin superestructuras de tejado y sin textura (materiales, colores, etc.) de las fachadas y superficies de tejado. Por tanto, los tejados y fachadas verdes no se incluyen en el modelo.

→ Más detalles en el informe, apartado 5.1.4 "Preparación de los datos de entrada del modelo"

Por definición, los modelos son representaciones incompletas de la realidad. Por tanto, no pretenden representar exhaustivamente el sistema que deben modelizar, sino simplemente representarlo suficientemente bien. La aplicación de modelos siempre va asociada a ciertas incertidumbres: por un lado, las incertidumbres en el modelo seleccionado y, por otro, las incertidumbres en los datos de entrada.

En el concepto de clima urbano, todos los datos de entrada del análisis se convirtieron en una cuadrícula regular en la que un punto de la cuadrícula representa el uso principal en una superficie de 100 m². Esta es la resolución más alta que puede modelizarse actualmente para ciudades del tamaño de Jena. Sin embargo, las estructuras a pequeña escala no pueden tenerse plenamente en cuenta ni siquiera con esta alta resolución. A menudo hay varias estructuras de utilización diferentes (por ejemplo, superficie sellada, césped, árboles) en una misma celda de la cuadrícula. Sin embargo, en los datos de entrada y, por tanto, también en el modelo, sólo se tiene en cuenta la utilización que ocupa la mayor proporción de la superficie de la celda cuadriculada. Por lo tanto, es posible que una calle con árboles individuales de copa pequeña no se reconozca como avenida, o al menos no de forma coherente, y por lo tanto no se tengan en cuenta los efectos de sombreado. No obstante, las subzonas afectadas suelen ser pequeñas y con efectos más localizados, por lo que no cabe esperar efectos relevantes en la perspectiva urbana global ni en las conclusiones básicas. No obstante, en casos concretos de aplicación/duda, siempre es aconsejable echar un vistazo crítico y localizado a los datos de entrada del modelo subyacente.

Otra fuente de incertidumbre es la profundidad de la información de los datos considerados en el modelo. Por ejemplo, aunque la cubatura de los edificios se integra en el modelo como un "modelo de bloques" (con ubicación y dimensiones exactas y altura media del tejado), el intercambio de calor con el entorno sólo se modela a través del volumen del edificio. El modelo no tiene en cuenta los materiales de construcción, el albedo de la superficie, la vegetación de tejados y fachadas ni la proporción de ventanas en los edificios.

En el futuro escenario P2 "Cambio climático y desarrollo urbano", se utilizó el denominado "enfoque de píxeles mixtos" para modelizar las zonas de desarrollo de la FNP. Este procedimiento metodológico ayuda a simular el futuro desarrollo estructural de la ciudad de Jena y a evaluar los efectos climáticos asociados, pero también alberga incertidumbres en cuanto a los resultados. Encontrará más explicaciones en "¿Qué es el enfoque de píxeles mixtos?".

→ Más explicaciones en el informe, apartado 5.3 "Incertidumbres y desafíos"

Para cada celda de la cuadrícula, el concepto de clima urbano proporciona resultados del modelo para la temperatura del aire nocturno, la tasa de producción de aire frío y el campo de flujo de aire frío, así como la carga térmica durante el día. A excepción del flujo volumétrico de aire frío (flujo sobre toda la capa de aire inferior), los resultados se aplican a la zona cercana al suelo donde hay personas y consideran las horas 04:00 para la situación nocturna (enfriamiento máximo) y las 14:00 para la situación diurna (radiación máxima).

La determinación de las temperaturas nocturnas del aire cerca del suelo permite identificar las zonas urbanas sobrecalentadas (las llamadas islas de calor urbano) y estimar la eficacia espacial de las corrientes de aire frío. Los valores absolutos de temperatura del aire indicados son ejemplares para una situación meteorológica radiante en verano. En cambio, las diferencias relativas dentro de la ciudad o entre distintos usos del suelo también se aplican en gran medida en otras condiciones meteorológicas.

Se crearon seis mapas de análisis climático como parte del concepto de clima urbano. Hay uno para la situación diurna y otro para la situación nocturna para los tres escenarios (estado actual, futuro P1 y futuro P2). Los mapas de análisis climático resumen los enunciados esenciales de los parámetros meteorológicos (variables de salida del modelo). Para la situación nocturna a las 04:00, el proceso de aire frío se especifica fusionando en un mapa el campo de vientos cerca del suelo, la tasa de producción de aire frío, el flujo de volumen de aire frío y la temperatura del aire cerca del suelo. El mapa de análisis climático para la situación diurna a las 14:00 se basa en el PET.

Los mapas de análisis climático pertenecen al llamado nivel factual - esto significa que los hechos climáticos se presentan a nivel de celda cuadriculada (10 m x 10 m) y no se evalúa, por ejemplo, el alcance de la carga térmica en la zona efectiva (asentamientos y zonas de tráfico) o el valor de la zona de compensación (zonas verdes y espacios abiertos).

Los mapas de análisis climático para la noche muestran la temperatura del aire a nivel del suelo como valores absolutos para la zona de impacto. Para los espacios verdes y abiertos, los resultados del modelo del flujo volumétrico de aire frío se muestran en colores graduados por zonas. Las zonas verdes con un índice de producción de aire frío superior a la media (> 14,7 m³/m²h) también se marcan con una trama de puntos negros. Además, el campo de flujo próximo al suelo o la dirección de flujo del aire frío a partir de una velocidad del viento de 0,2 m/s, que se considera climáticamente eficaz, se visualiza con una firma de flecha. Para una mejor legibilidad, el campo de viento se ha agregado a 100 metros. Estas flechas de viento (tamaño y densidad) muestran la amplia salida de aire frío, tan importante para Jena. Debido a la situación espacio-topográfica de Jena, estas salidas en pendiente areal desempeñan un papel decisivo en el enfriamiento nocturno. Por la noche se producen grandes cantidades de aire frío, sobre todo en las laderas de los valles laterales del Saale, que proporcionan a las zonas residenciales vecinas un buen suministro de aire frío debido a la pendiente del terreno. Además de las amplias salidas de aire frío, los canales lineales de aire frío constituyen una parte importante de los procesos de aire frío en Jena. Conectan entre sí las zonas de compensación productoras de aire frío (zonas verdes y espacios abiertos) y las zonas efectivas (zonas de asentamientos y de tráfico) y suelen presentar elevados flujos de volumen de aire frío.

Los mapas de análisis climático del día se basan en la Temperatura Fisiológica Equivalente (PET). La PET se muestra aquí tanto para el área efectiva como para el área de compensación. Encontrará más explicaciones sobre la PET en el apartado "¿Existen valores guía o valores límite para la exposición térmica humana?".

→ Más explicaciones en el informe, capítulo 7.1 "Mapas de análisis climático"

Los resultados del modelo disponibles a nivel de cuadrícula (como valores absolutos) permiten una representación detallada de los procesos climático-ecológicos más importantes de la ciudad. Sin embargo, una evaluación y las declaraciones de planificación derivadas de ella (por ejemplo, sobre el grado de estrés térmico dentro de la zona efectiva y la importancia bioclimática de determinadas zonas en el área de compensación) deben referirse a unidades funcionales/de utilización climáticas urbanas espaciales claramente definibles en el espacio urbano. Para ello, se utilizó la denominada "geometría básica" para toda la zona urbana. Las unidades de uso urbanístico y espacial se resumieron y asignaron a una de las 20 categorías de uso (por ejemplo, curso de agua, cementerio, parque y zona verde, zona residencial, centro asistencial, etc.). La información climática de las celdas de la cuadrícula dentro de la unidad de uso se resumió y promedió espacialmente, de modo que finalmente se dispone de un valor medio para cada parámetro climático (temperatura del aire nocturno, PET, tasa de producción de aire frío, etc.) para la unidad de uso respectiva. Este valor constituye entonces la base para la evaluación del clima urbano en el siguiente paso.

→ Más detalles en el informe, apartado 8.2 "Base geométrica".

Los mapas de evaluación se basan en los mapas de análisis climático. En ellos se resumen los parámetros climáticos urbanos individuales (temperatura a nivel del suelo y campo de vientos, flujo de volumen de aire frío y tasa de producción de aire frío por la noche, así como temperatura percibida durante el día) para la situación diurna y nocturna en los distintos escenarios (estado actual, futuro P1 y P2). En total se dispone de seis mapas de evaluación.

A diferencia de los mapas de análisis climático (cuadrícula de 10 m), los mapas de evaluación ofrecen una evaluación resumida de zonas con estructuras y usos de edificios similares (basada en la denominada geometría básica). Dado que no existen valores límite legales para la carga térmica de la población urbana, la carga bioclimática en la zona efectiva (zonas de asentamiento y de tráfico) o la importancia bioclimática de la zona de compensación (zonas verdes y espacios abiertos) se evalúa mediante la desviación de determinados parámetros climáticos respecto a las condiciones medias de la zona investigada (transformación z). Esto significa que las zonas individuales se evalúan en relación con las demás. Esto muestra qué zonas de asentamiento tienen una situación bioclimática más bien favorable o más bien desfavorable y qué espacios verdes tienen una importancia bioclimática más bien alta o más bien baja.

Situación nocturna

La evaluación de la importancia bioclimática de los espacios verdes y abiertos durante la noche (de muy baja a muy alta) se basa en su función para el equilibrio del aire frío. Se utiliza un algoritmo de evaluación para tener en cuenta la producción de aire frío, el flujo de volumen, la velocidad del viento y la ubicación en relación con las zonas de asentamiento contaminadas. La evaluación de la zona de asentamiento (de muy favorable a muy desfavorable) se basa en el sobrecalentamiento nocturno y viene determinada por las temperaturas del aire a nivel del suelo a las 04:00 horas. El grado real de refrigeración en el interior de los edificios depende en gran medida de las normas estructurales (aislamiento térmico, posibilidad de ventilación cruzada, etc.). En los mapas de evaluación para la noche, las zonas residenciales deshabitadas (por ejemplo, comercios, guarderías, escuelas, etc.), así como las calles y plazas, no se evalúan (aparecen en gris), ya que la atención se centra en las condiciones saludables para dormir por la noche. No obstante, la información pertinente para las zonas en gris está disponible en los datos del SIG para el proyecto y se incluye en la evaluación del mapa de información de planificación.

Situación diurna

La evaluación de la situación bioclimática durante el día para la zona efectiva (muy favorable a muy desfavorable) y la zona de compensación (muy baja a muy alta calidad de estancia) se basa esencialmente en la evaluación del índice termofisiológico PET a las 14:00 horas, que puede interpretarse como la temperatura percibida. Aquí se analiza la carga térmica en el exterior de los edificios. Las zonas habitadas y deshabitadas tienen la misma importancia, y el espacio de la calle y la calidad del tiempo pasado en plazas y zonas verdes también pasan a un primer plano. La carga térmica depende sobre todo del sombreado, por lo que, en el caso de los espacios verdes y abiertos en particular, a veces pueden darse valoraciones contrarias entre el día y la noche. Un espacio abierto se enfría considerablemente por la noche, pero tiene una carga térmica elevada en los días de verano (sin nubosidad) si no hay árboles. Por el contrario, la calidad de la estancia en bosques y parques arbolados es muy alta incluso en los días de verano.

→ Más detalles en el informe, apartado 8.3 "Mapas de evaluación"

En los mapas de análisis climático, así como en los mapas de evaluación para la noche, las zonas verdes con una tasa de producción de aire frío superior a la media se marcan con una trama de puntos negros, además de las firmas de flechas para las trayectorias de flujo de aire frío y el flujo de salida de aire frío areal. Además, la zona de impacto del aire frío se muestra en los mapas de evaluación como una línea negra sombreada en forma de cuadrícula. Esto indica hasta dónde puede penetrar el aire frío en las zonas de asentamiento existentes (residenciales, comerciales, calles, plazas, etc.). Las zonas de impacto del aire frío son todas aquellas áreas de la zona efectiva que alcanzan o superan el valor medio del flujo volumétrico de aire frío (corresponde a 38,54 m³/m*s en la situación real) y la correspondiente velocidad media del viento de 0,2 m/s.

En el mapa de información urbanística (PHK) se asignan diversas prioridades de actuación para mejorar la situación climática urbana a la zona de impacto, es decir, a las zonas de asentamiento y transporte existentes. Para ello, se combinaron los resultados de la situación diurna y nocturna de los mapas de evaluación del escenario futuro P2 (con cambio climático y desarrollo urbano) y se resumieron como resultado en una escala de 4 niveles. La combinación de día y noche se llevó a cabo para diferentes usos con distintas ponderaciones. En las zonas habitadas (residenciales, de uso mixto, centros asistenciales), la evaluación se llevó a cabo con vistas a unas condiciones de sueño saludables, por lo que se da mayor importancia a la situación nocturna. En las zonas desocupadas (por ejemplo, zonas comerciales, escuelas, guarderías, institutos) y en los espacios públicos, la evaluación se basa principalmente en la calidad de la estancia durante el día, ya que por lo general las personas no pasan allí largos periodos de tiempo durante la noche. En las zonas de tráfico, la evaluación se basa únicamente en la situación diurna.

La evaluación según las prioridades de actuación pretende orientar sobre las zonas en las que las medidas de adaptación al clima son especialmente importantes y deben priorizarse. Los desarrollos estructurales se entienden y aprovechan como una oportunidad para adaptarse al cambio climático. En el curso de la remodelación urbana, los objetivos y las medidas de adaptación al clima pueden tenerse en cuenta en una fase temprana de los procesos informales de planificación o hacerse vinculantes a través de los planes de desarrollo. Los promotores privados deberían ser sensibilizados sobre los métodos de construcción resilientes al clima durante el proceso de concesión de licencias urbanísticas. Las zonas de asentamiento con un impacto bioclimático (muy) elevado en conjunción con una alta densidad de población deberían priorizarse para su reconversión en consonancia con el cambio climático (áreas de enfoque: estrés térmico en zonas residenciales).

→ Más detalles en el informe, apartado 8.4.1 "Metodología para el área de impacto y el área de compensación"

Para los espacios verdes y abiertos existentes, se utiliza el mapa de información urbanística para evaluar la necesidad de mantener la función climática urbana. Esto viene determinado por la importancia bioclimática de las zonas y también se lleva a cabo mediante la intersección de las evaluaciones diurnas y nocturnas de los mapas de evaluación del escenario futuro P2 (con cambio climático y desarrollo urbano). Debido a la función y eficacia climáticas decisivas (generación de aire frío, flujo de aire frío), la situación nocturna se pondera mucho más que la calidad bioclimática de las zonas durante el día. Por lo tanto, la situación nocturna representa el 80 % y la diurna el 20 % de la evaluación global. Como resultado, existen cuatro clases de evaluación para los requisitos de mantenimiento.

→ Más detalles en el informe, apartado 8.4.1 "Metodología para la zona de impacto y la zona de compensación"

Para Jena, las escorrentías de pendiente areal forman parte del proceso de aire frío tanto como los conductores lineales. No es posible hacer una distinción espacial clara entre las zonas de formación de aire frío, la escorrentía extensiva de aire frío y los conductores lineales. Se trata más bien de un sistema complejo con funciones superpuestas y solapadas.

Los desarrollos superficiales dentro de las conducciones espacialmente limitadas pueden provocar un estrechamiento de la sección transversal del flujo y un aumento de la rugosidad. Para evitar una restricción o incluso la pérdida de la función de vía guía, los desarrollos estructurales deben realizarse con extrema precaución y de forma adaptada al clima. Se recomienda encarecidamente la supervisión de la planificación por parte de expertos.

Las salidas de aire frío que siguen pendientes reaccionan de forma mucho más robusta a un nivel moderado de desarrollo de edificios debido a que el aire suele tener la oportunidad de escapar. La consolidación a pequeña escala de la estructura de asentamiento existente, que tiene en cuenta métodos de construcción adaptados al clima, puede realizarse generalmente de forma compatible con el clima urbano.

→ Más detalles en el informe, apartado 7.1.1 "Mapas de análisis climático - situación nocturna"

El mapa de información urbanística muestra las zonas de desarrollo de acuerdo con el plan de uso del suelo actualizado (estado: anteproyecto 10/2022) en lo que respecta a su impacto sobre el clima urbano. En el marco del concepto de clima urbano, se ha llevado a cabo una evaluación experta de los efectos sobre el clima como recurso protegido para las 69 zonas de desarrollo. El nivel de detalle del peritaje y el enfoque metodológico difieren. El estudio de las zonas y su integración en la modelización climática tuvieron lugar en julio de 2021 y se corresponden cuantitativa y cualitativamente con el estado de los conocimientos disponibles en ese momento.

Se llevó a cabo una evaluación detallada por expertos de 55 zonas de desarrollo y los resultados se resumieron en un perfil para cada una de ellas. Como resultado, los expertos confirmaron que las zonas pueden realizarse sin ningún impacto significativo en el clima local, siempre que se utilicen métodos de construcción adaptados al clima.

En el caso de 14 zonas de desarrollo, los expertos no realizaron una evaluación en profundidad en una ficha. Se trata de zonas para las que ya se ha realizado una evaluación ambiental en el marco de los procedimientos de planificación o para las que no se requiere una evaluación ambiental en determinadas condiciones (procedimiento de planificación simplificado/acelerado, desarrollo interno, consolidación de zonas periféricas). En algunos casos, se dispone de informes microclimáticos específicos relacionados con la planificación o el proyecto para estas zonas, que proporcionan información más detallada de lo que es posible en este concepto de clima urbano. No obstante, estas zonas de desarrollo se integraron en los cálculos del modelo. Los resultados del modelo pueden leerse directamente en los mapas de análisis y evaluación climáticos y, por último, en el mapa de información urbanística. Encontrará información más detallada en el resumen de todas las áreas de desarrollo de la FNP en el informe final (anexo 10.2).

→ Más detalles en el informe, apartado 8.4.2 "Evaluación de las áreas de desarrollo del FNP"

La evaluación de los efectos sobre el clima como recurso protegido realizada en el marco del concepto de clima urbano pretende servir de base a la evaluación medioambiental para determinar los probables efectos significativos sobre el medio ambiente que cabe esperar como consecuencia de un proyecto de construcción. Esto implica una comparación de la situación actual con los efectos previstos cuando se realice el proyecto. Así pues, la modelización del clima urbano se llevó a cabo para tres escenarios con el fin de separar los efectos del cambio climático de los efectos directos del desarrollo previsto.

Para la evaluación climática urbana de las zonas de desarrollo de la FNP se elaboró una matriz de evaluación. En ella se tienen en cuenta los efectos climáticos en la propia zona (¿cómo será la situación bioclimática en el futuro?) y los efectos climáticos en las zonas vecinas (¿habrá cambios significativos de temperatura?). La evaluación global resultante de la compatibilidad climática puede consultarse en el mapa de información sobre la planificación climática. En las fichas informativas se ofrece información detallada sobre las distintas zonas de desarrollo.

→ Más detalles en el informe, apartado 8.4.2 "Evaluación de las zonas de desarrollo de la FNP"

Las zonas de asentamiento con una elevada carga térmica en Jena son también aquellas para las que deben priorizarse y aplicarse medidas de reducción del calor. Los desarrollos estructurales (remodelación urbana) deben entenderse y utilizarse como una oportunidad para adaptarse al cambio climático. El mapa de información sobre la planificación climática proporciona recomendaciones básicas para la acción y da prioridad a las zonas de asentamiento individuales en cuanto a la necesidad de medidas de adaptación climática. Con el fin de poner en práctica estas recomendaciones de planificación dentro del parque inmobiliario existente de una manera específica, el resumen espacial (agrupación) se lleva a cabo en las llamadas "áreas de enfoque de estrés térmico residencial". Se trata de zonas residenciales sometidas a un estrés térmico especial que también se caracterizan por una densidad de población superior a la media. Las medidas para adaptarse al cambio climático y reducir el estrés térmico deben priorizarse aquí.

En el mapa de información urbanística están marcadas las siete zonas prioritarias siguientes: Centro de la ciudad, centro norte de la ciudad, Lutherstrasse, Wenigenjena, Magdelstieg, Jena-Nord y Lobeda-Altstadt. El informe describe la situación estructural y climática junto con las correspondientes recomendaciones de medidas de adaptación al clima.

→ Más detalles en el informe, sección 8.4.6 "Focus areas heat stress".

El mapa de información sobre planificación muestra las zonas de la ciudad en las que es necesario o recomendable adoptar medidas para mejorar la situación térmica. El catálogo de medidas contenido en el informe muestra 21 opciones diferentes de aplicación y pretende ayudar a concretar el asesoramiento en materia de planificación. La selección de medidas concretas de la cartera depende del tipo de zona (utilización, estructura del edificio, etc.) y de las valoraciones del mapa de consejos de planificación o de los mapas de evaluación (por ejemplo, carga bioclimática nocturna y/o diurna, importancia para el balance de aire frío, calidad de la estancia).

En principio, todas las medidas son adecuadas para reducir directa o indirectamente el estrés térmico de la población urbana y contribuir así a lograr un clima urbano saludable en Jena - si se combinan las medidas, los efectos positivos de las medidas individuales sobre el clima urbano se amplifican en general.

→ Más detalles en el informe, apartado 8.5 "Catálogo de medidas climáticas urbanas"

El "Concepto climático urbano para la ciudad de Jena" es un plan informal con efecto vinculante dentro de la administración. Mediante la resolución nº 24/0130-BV del Ayuntamiento de Jena, de 26 de febrero de 2025, se ordenó a la administración de la ciudad que utilizara el concepto climático urbano como base de planificación para todas las declaraciones y procesos de planificación climática-ecológica. Los planes informales no tienen efectos jurídicos directos sobre los ciudadanos. Sirven para preparar, apoyar o coordinar previamente la planificación formal posterior (planificación vinculante del uso del suelo urbano).

Para la aplicación de medidas de adaptación climática -en particular en los edificios existentes (zonas de conformidad con el artículo 34 BauGB)- se ha encargado al alcalde que examine y elabore directrices vinculantes para la ciudad de Jena de conformidad con una resolución del ayuntamiento.

→ Más detalles en la resolución del ayuntamiento nº 24/0130-BV "Concepto climático urbano para la ciudad de Jena"