Temperatursensoren

Wie entwickelt sich das Klima im Kreis Recklinghausen?

Trotz aller Bemühungen ist auch der Kreis Recklinghausen nicht vor deutlichen Klimaveränderungen gefeit. Neben häufigeren und gravierenderen Hitzeperioden stehen den Menschen im Kreis Recklinghausen auch stärkere und länger anhaltende Niederschläge, welche sich mit extremeren Trockenphasen abwechseln können, bevor. Insgesamt eine deutliche Belastung für die Bevölkerung.

Dabei sind die durch den Klimawandel auftretenden Hitzetage in den Städten deutlicher zu spüren als in den eher ländlich geprägten Regionen. Gründe für die extreme Hitze sind zum einen der hohe Versiegelungsgrad sowie die geringe bzw. fehlende Vegetation in unseren Städten. Denn die Emission von Luftschadstoffen und Abwärme führt in Städten zu einer höheren Durchschnittstemperatur und Schadstoffkonzentration sowie zu niedrigerer Luftfeuchtigkeit und geringeren Windgeschwindigkeiten. Die unzureichende Vegetation in den Städten erzeugt zudem nicht den benötigten Kühleffekt.

Um ein angenehmes Mikroklima und damit eine gute Lebensqualität zu erhalten, müssen sich Städte und Ballungszentren zwangsläufig verstärkt auf die Anpassung an die Folgen des Klimawandels einstellen und Lösungsansätzen entwickeln.

Damit die Entwicklung solcher Konzepte gelingt, benötigen Expertinnen und Experten jedoch vor allem erst einmal eines: präzise und belastbare Daten zum sogenannten Mikroklima, mit denen sich die Entwicklung des Wetters in den Städten engmaschig erfassen und anhand der gewonnenen Daten dann auch modellieren lässt.

Eine wichtige Entscheidungsgrundlage

Genau diese Art von Daten liefern über 40 Temperatursensoren in den Städten Datteln, Dorsten, Castrop-Rauxel und Haltern am See, die im Rahmen des "Projekts Mikroklima" aufgebaut wurden. Die Sensoren liefern umweltrelevante Daten wie zum Beispiel Temperatur, Luftdruck oder Luftfeuchtigkeit. Die erfassten Daten sollen in Zukunft unter anderem Klimasimulationen unterstützen, sodass Hitzeinseln in den Städten des Kreises identifiziert werden und Anpassungsmaßnahmen geplant werden können. Sie stellen also eine wichtige Entscheidungsgrundlage dar, um die Region auf den Klimawandel vorzubereiten.

Wissenschaftliche Anknüpfungspunkte und Unterstützung erfährt das Projekt von verschiedenen Seiten wie z.B. der Ruhr-Universität Bochum - Urban Climatology (Prof. Dr. Benjamin Bechtel), der Technischen Hochschule Georg Agricola - Forschungszentrum Nachbergbau (Prof. Dr. Tobias Rudolph) und der Westfälischen Hochschule Fachbereich Elektrotechnik, Mathematik und Informatik (Prof. Dr. Christian Kuhlmann).

Interaktive Karte Sensoren im Kreis Recklinghausen

Durch einen Klick auf ein Symbol in der interaktiven Karte werden die Messdaten des jeweiligen Sensors angezeigt. Bisher wurden hauptsächlich Temperatursensoren eingesetzt, aktuell werden zusätzlich Sensoren zur Messung der Bodenfeuchte installiert.

Projektablauf

Schüler entwickeln Messtechnik und Sensoren im Unterricht

Umgesetzt wird das Projekt ‚Mikroklima‘ im Berufskolleg Ostvest in Datteln von der Lerngruppe der ‚Informationstechnischen Assistenten‘ unter der Leitung von Lehrer Ernst Schulz. Das Projekt ist im naturwissenschaftlichen Unterrichtsbereich als sog. ‚MINT-Projekt‘ angesiedelt. Mit Hilfe ihres Lehrers bauen die Schülerinnen und Schüler im Unterricht die verschiedenen Sensoren, d.h. entsprechende elektronische Bauteile werden miteinander verknüpft und dann auf Funktionsfähigkeit geprüft. Das zugehörige Schutzgehäuse für die Sensoren wird mittels eines 3D-Druckers ebenfalls selbst hergestellt. Nach dem Druck der Baugruppen müssen die Gehäuse noch zusammengebaut werden, bevor sie dann an den ausgewählten Standorten angebracht werden.

Die erstellten Sensoren übernehmen dann die Funktion von "Mini-Wetterstationen" und zeichnen Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit auf. Anhand der Messwerte können dann detaillierte Erkenntnisse über das kleinräumige städtische Klima gewonnen werden. Dabei werden die einzelnen Messfühler bewusst in unterschiedlichen klimatischen Bereichen plaziert, um so die verschiedenen klimatischen Situationen erfassen und auswerten zu können.

Die von den Sensoren erfassten Daten werden über den IoT-Funkstandard LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) an eine zentrale Datenbank übertragen. Hierfür betreibt das Berufskolleg Ostvest ein eigenes LoRaWAN-Gateway. Im Ergebnis liefern die Sensoren die o.g. Kerndaten und lassen nach entsprechender graphischer Aufbereitung in Grafiken und Diagrammen eine detaillierte Beurteilung des städtischen Mikroklimas zu.

Bau eines Temperatursensors

Bild 1: Strahlschutz 
Bild 2: 3D-Druck der Schutzgehäuse 
Bild 3: Bausatz eines Temperatursensors
Bild 4: Tracker
Bild 5: Montage 

Digitaler Bienenstock

Echtzeit-Sensordaten eines Bienenstocks

Am Hof Wessels in Herten wurde in Zusammenarbeit mit dem Kreis Recklinghausen und dem Berufskolleg Ostvest ein Bienenstock digitalisiert. Sensoren ermöglichen die Messung von Innentemperatur und Gewicht, was Rückschlüsse auf die Entwicklung und Gesundheit der Bienenvölker ermöglicht. 

Zum digitalen Bienenstock

Ansprechpartner

Jutta Emming

Prozessmanagement Klima & Nachhaltigkeit
Kreis Recklinghausen
Tel.: 02361 53 6033

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