BAU-I-1 + 2 Wärmebelastung in Städten und Sommerlicher Wärmeinseleffekt

Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel

Inhaltsverzeichnis

 

BAU-I-1: Wärmebelastung in Städten

Heiße Tage und ebenso Tropennächte (nicht abgebildet) treten in den untersuchten Großstädten in den meisten Jahren deutlich häufiger auf als im deutschlandweiten Flächenmittel. Vor allem in Jahren mit überdurchschnittlich warmen Sommermonaten häufen sich in Großstädten Situationen, die zu Wärmebelastungen der Bevölkerung führen können.

Vier Linien zeigen von 1986 bis 2017 die Anzahl Heißer Tage in den Städten Berlin, Frankfurt am Main und München. Mit Ausnahme von München gibt es einzelne Datenlücken in den Zeitreihen. Dargestellt ist als gestrichelte Linien auch das Gebietsmittel für Deutschland. Alle Linien steigen mit Schwankungen zwischen den Jahren an. Es erfolgte keine Trendanalyse. In den Jahren 2003 und 2015 gab es mit über 30 Tagen in allen Fällen die höchsten Werte.
BAU-I-1: Wärmebelastung in Städten

Vier Linien zeigen von 1986 bis 2017 die Anzahl Heißer Tage in den Städten Berlin, Frankfurt am Main und München. Mit Ausnahme von München gibt es einzelne Datenlücken in den Zeitreihen. Dargestellt ist als gestrichelte Linien auch das Gebietsmittel für Deutschland. Alle Linien steigen mit Schwankungen zwischen den Jahren an. Es erfolgte keine Trendanalyse. In den Jahren 2003 und 2015 gab es mit über 30 Tagen in allen Fällen die höchsten Werte.

Quelle: DWD (Ausgewählte Klimamessstationen
 

BAU-I-2: Sommerlicher Wärmeinseleffekt – Fallstudie

Zwischen der Innenstadt und dem Umland Berlins kann sich in den Sommermonaten Juni bis August ein maximaler Temperaturunterschied von bis zu 9 Kelvin bilden. Ob der Klimawandel den Wärmeinseleffekt verschärft, kann noch nicht beurteilt werden. Aber auch wenn die Lufttemperaturen in Stadt und im Umland „nur“ im gleichen Maß zunehmen, werden die Wärmebelastungen vor allem für die Stadtbevölkerung besonders oft sehr hoch sein.

Dargestellt ist in Form von Stapelsäulen die Häufigkeit von Wärmeinselsituationen im meteorologischen Sommer, also von Anfang Juni bis Ende August, anhand von Daten für Berlin.
BAU-I-2: Sommerlicher Wärmeinseleffekt – Fallstudie

Dargestellt ist in Form von Stapelsäulen die Häufigkeit von Wärmeinselsituationen im meteorologischen Sommer, also von Anfang Juni bis Ende August, anhand von Daten für Berlin. Dargestellt sind Werte für die Jahre 2008 bis 2010, 2012 bis 2014 sowie 2016 und 2017. Es gibt drei Kategorie der Wärmeinselintensität: 1-3 Kelvin, 4-6 Kelvin und über 6 Kelvin. Mit Ausnahme der Jahre 2008, 2010 und 2017 gab es stets auch wenige Tage in der höchsten Kategorie. Die mittlere Kategorie überwiegt in allen Jahren deutlich.
Zusätzlich sind über alle Jahre eine Linie zur maximalen Wärmeinselintensität und eine Linie zur mittleren Wärmeinselintensität dargestellt. Eine eindeutige Entwicklung ist nicht erkennbar. Es erfolgte keine Trendanalyse.

Quelle: DWD (Klimamessstationen Berlin Alexanderplatz und Schönefeld
 

Großstädte im Hitzestress

In Großstädten herrschen oft klimatische Verhältnisse, die sich deutlich vom Klima in ihrer Umgebung unterscheiden. So ist etwa die relative Luftfeuchte geringer, und die mittleren Temperaturen liegen höher. Mit Blick auf die Temperaturunterschiede zwischen Stadt und Land sprechen Klimatologen von der „städtischen Wärmeinsel“. Wie stark der städtische Wärmeinseleffekt ist, hängt vor allem von der Größe der Stadt, ihrer Dichte, der Höhe der Bebauung, dem Grünflächenanteil sowie den verwendeten Baumaterialien ab. Auch die Wolkenbedeckung und die Windverhältnisse spielen eine wichtige Rolle für die Hitzebelastung in Städten.

In heißen Sommermonaten können daraus gesundheitliche Belastungen für die Bevölkerung entstehen, wenn sich die Stadträume wegen ihrer spezifischen Charakteristik tagsüber stark aufheizen, ohne sich in der Nacht im gleichen Maße wie das Umland abzukühlen. Diese Situationen können sich zukünftig häufen. Klimaprojektionen für Mitteleuropa zeigen, dass die mittleren Temperaturen ansteigen werden und sich die Wettercharakteristik insgesamt ändern wird. Erwartet werden unter anderem häufigere thermische Extremwerte. So werden beispielsweise die sogenannten „Heißen Tage“ zunehmen, an denen die maximale Lufttemperatur 30°C erreicht oder überschreitet. Belastend für die Bevölkerung sind zudem „Tropennächte“, in denen das Thermometer nicht unter 20°C fällt und eine erholsame Nachtruhe nur noch eingeschränkt möglich ist.

Im Flächenmittel Deutschlands hat die Anzahl der Heißen Tage von im Mittel etwa 3,5 Tagen pro Jahr in den 1950er Jahren auf derzeit etwa 10 Tage pro Jahr zugenommen (s. S. 22). Die Zeitreihen für die Stadtklimastationen in Berlin, Frankfurt am Main und München reichen nicht bis 1951 zurück. Ein direkter Vergleich mit der bundesweiten Entwicklung ist daher nicht möglich. Schon die kürzeren Zeitreihen belegen aber die Sondersituation der Großstädte. Heiße Tage treten hier – bei regionalen Unterschieden – in den meisten Jahren deutlich häufiger auf als im bundesweiten Mittel. In Jahren mit überdurchschnittlich warmen Sommern, wie 2003, 2006 und 2015, sind die Unterschiede besonders groß. In noch stärkerem Maß gilt das für die hier nicht dargestellten Tropennächte. Lag das Flächenmittel Deutschlands in den genannten Jahren zwischen 1 und 1,5 Tropennächten, wurden in Berlin bis zu 12 und in Frankfurt am Main bis zu 14 solcher Nächte registriert.

Anders als bei Heißen Tagen und Tropennächten bezieht sich die Zeitreihe zum städtischen Wärmeinseleffekt nicht auf die Häufigkeit von Schwellenwertüberschreitungen, sondern nimmt auf der Basis von 10-minütlich gemessenenWerten für die Stadt Berlin die maximalen täglichen Temperaturunterschiede zwischen dem Zentrum und dem direkten Umland in den Blick. Im Mittel liegen diese in den Sommermonaten Juni bis August zwischen 3 und 4 Kelvin. An Spitzentagen sind aber auch Temperaturunterschiede von annähernd 9 Kelvin möglich. Hohe Temperaturdifferenzen treten insgesamt vor allem in den Abend- und Nachtstunden auf. Das heißt, die Innenstadt kühlt im Sommer deutlich langsamer und weniger ab als das Umland. Für die Stadtbevölkerung kann es dann häufiger zu warm sein, um ausreichend erholsamen Schlaf zu finden.

Anhand der Zeitreihe lässt sich bislang nicht beurteilen, ob der Klimawandel den städtischen Wärmeinseleffekt verschärft. Ein Grund hierfür kann sein, dass Wärmebelastungen in Stadt und Umland gleichermaßen zunehmen. Darauf weisen etwa Projektionen für Frankfurt am Main hin38. Auch ohne eine Zunahme der städtischen Wärmeinselintensität hieße das für die Zukunft: Belastende Situationen werden wahrscheinlich weiterhin dort am häufigsten auftreten, wo die Wärmebelastung bereits heute hoch ist.

38 - Früh B., Koßmann M., Roos M. 2011: Frankfurt am Main im Klimawandel – Eine Untersuchung zur städtischen Wärmebelastung. Berichte des Deutschen Wetterdienstes Nr. 237, Offenbach, 68 S.

 

Schnittstellen

GE-I-1: Hitzebelastung

BAU-R-1: Erholungsflächen

IG-I-1: Hitzebedingte Minderung der Leistungsfähigkeit

 

Ziele

Linderung einer klimatisch bedingten verstärkten Aufheizung der Städte und dem damit verbundenen Hitzestress durch geeignete Architektur sowie Stadt- und Landschaftsplanung; Gewährleistung der Frischluftzufuhr über unverbaute Frischluftkorridore gerade in Ballungszentren; Hemmen einer weiteren Versiegelung von Freiflächen durch Siedlungs- und Verkehrsflächen bei der Stadtentwicklung (DAS, Kap. 3.2.1)