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Zur Erfassung und Bewertung des Stadtklimas wurden zahlreiche Messungen im Stadtgebiet durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse wurden genutzt, um die Synthetische Klimafunktionskarte und die Karte der Planungshinweise abzuleiten. Die Synthetische Klimafunktionskarte gliedert das Stadtgebiet in Klimatope, die durch ähnliche mikroklimatische Ausprägungen gekennzeichnet sind. Dynamische Faktoren werden in Form spezifischer Klimaeigenschaften und spezieller Klimafunktionen dargestellt und beschrieben. Die Synthetische Klimafunktionskarte wird zur Ableitung des Planungs- und Handlungsbedarfs mit dem Ziel, bestehende Belastungspotentiale zu senken und die Lebens und Wohnqualität zu sichern, genutzt (Planungshinweise). Die Klimaanalyse ist Teil der "Handlungskarte Klimaanpassung" von 2013. Eine Neuberechnung bietet die "Nachhaltigkeitsstrategie" von 2024.
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Die klassifizierte Thermalkarte ist eine Ableitung aus thermalen Aufnahmen des Stadtgebietes während der Tages- und Nachtstunden. Hierbei werden jeweils die Mittelwerttemperaturen von Tag und Nacht, sowie die Abkühlung berechnet, klassifiziert und in einer Matrix abgebildet. Diese Karte zeigt Gebiete mit ausgeprägter Überwärmung (rot) und Gebiete mit Kaltluftbildungspotential (blau) unterschiedlicher Intensität und ermöglicht somit eine stadtklimatologische Beurteilung der Oberflächentemperaturen. Die klassifizierte Thermalkarte ist Teil der "Handlungskarte Klimaanpassung" von 2013. Eine Neuberechnung bietet die "Nachhaltigkeitsstrategie" von 2024.
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Die Luftbilder (Orthophotos) der Firma Aerowest GmbH sind durch einen Bildflug vom 12. April 2015 entstanden.
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Die Städte Bochum, Essen, Gelsenkirchen, Herne, Mülheim an der Ruhr und Oberhausen haben 2005 eine Planungsgemeinschaft gegründet und mit den Vorarbeiten zur Aufstellung eines gemeinsamen regionalen Flächennutzungsplans (RFNP) begonnen. Das 2007 formal eingeleitete Planverfahren wurde 2009 mit dem Beschluss des Planes und dessen Genehmigung durch das Ministerium für Wirtschaft, Mittelstand und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen abgeschlossen. Am 03.05.2010 ist der erste RFNP in Deutschland in Kraft getreten. Die Besonderheit des Planungsinstruments RFNP besteht darin, dass der Plan gleichzeitig die Funktion eines Regionalplans und eines gemeinsamen Flächennutzungsplans übernimmt.
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Um Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel gezielt ein- und möglichst effektiv umzusetzen, sollten die Gebiete und Bereiche identifiziert werden, die eine besondere Sensitivität gegenüber den Folgen des Klimawandels aufweisen. Das sind Gebiete, in denen aufgrund der sozialen, ökonomischen und naturräumlichen Rahmenbedingungen vor Ort besondere Probleme durch die klimatischen Änderungen zu erwarten sind. Neben Belastungsgebieten unter den Aspekten Hitze und Extremniederschläge werden in der "Handlungskarte Klimaanpassung" auch die Belastungsgebiete der Industrieflächen und die Restriktionsflächen der Frischluftschneisen und Luftleitbahnen ausgewiesen. Die in der Karte dargestellten Zonen werden im Folgenden beschrieben. Es werden zwei Karten definiert, die den Ist- bzw. Zukunft-Zustand darstellen. Die Klimaanpassung und Konfliktpotentiale sind Teil der "Handlungskarte Klimaanpassung" von 2013. Eine Neuberechnung bietet die "Nachhaltigkeitsstrategie" von 2024.