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Umweltatlas Berlin

04.04 Temperaturverhältnisse in mäßig austauscharmen Strahlungsnächten (Ausgabe 2001)

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Methode

Aufgrund der unterschiedlichen Datenlage wurde die Berechnung der Klimaparameter für West-Berlin und Ost-Berlin/Umland getrennt, aber mit weitgehend entsprechenden Berechnungsschritten durchgeführt. Da für Ost-Berlin und Umland alle Berechnungsschritte durchlaufen werden mußten, soll die Vorgehensweise an diesem Beispiel kurz geschildert werden.

Ost-Berlin und Umland

Von zentraler Bedeutung bei den verschiedenen Berechnungsschritten ist die Zuordnung einzelner Meßpunkte zu kontinuierlich messenden Klimastationen bzw. zu Meßpunkten, die während der Meßfahrt mehrmals angefahren wurden und die Annahme, daß sich der Temperaturverlauf an der Klimastation bzw. dem mehrmals angefahrenen Meßpunkt auf andere Meßpunkte abbilden läßt.

Anhand dieser Zuordnung konnten die verschiedenen Messungen einer Fahrt synchronisiert, d. h. auf einen Zeitpunkt bezogen werden (von Stülpnagel 1987). Anschließend wurden die Ergebnisse der Meßfahrten meßpunktweise gemittelt. Zur Gewichtung der einzelnen Fahrten ging dabei die Wetterlagenstatistik von Mai - September 1991 von Berlin-Dahlem ein (Institut für Meteorologie der FU-Berlin 1991): Über die Windrichtung, Windgeschwindigkeit und den Bedeckungsgrad zum Meßzeitpunkt und ihrem prozentualen Anteil an den Wetterlagen während aller austauscharmer Strahlungsnächte im Zeitraum Mai - September wurden die einzelnen Messungen gewichtet.

Um von den Ergebnissen der Meßfahrten zu mittleren Verhältnissen in austauscharmen Strahlungsnächten im Sommerhalbjahr 1991 zu gelangen, wurden wieder die Ergebnisse der Klimastationen herangezogen. Das Einhängen der Meßpunkte der einzelnen Fahrten in das Gerüst der Klimastationen erfolgte schrittweise nach einem bei von Stülpnagel 1987 ausführlich beschriebenen Verfahren, das hier nur kurz umrissen werden soll.

Zunächst wurden die Meßpunkte, die den Klimastationen benachbart liegen, betrachtet. Um von der Temperatur der Klimastation auf den benachbarten Punkt schließen zu können, wurden Regressionsgleichungen empirisch entwickelt, die die Daten jeder Meßfahrt mit den zeitgleichen Daten der Station miteinander verglichen und als lineare Funktion der Temperaturdifferenz der Station zur zentralen Station Großer Tiergarten zu diesem Zeitpunkt darstellten. Nach diesen Gleichungen ließen sich die benachbarten Meßpunkte auf den Darstellungszeitraum hochrechnen.

Somit ergab sich ein Netz von "Fixpunkten", über die die Hochrechnung der restlichen Meßpunkte vorgenommen werden konnte. Hierfür wurden Meßrouten, die an mehreren Klimastationen vorbeiführten - für die sich also mehrere Fixpunkte ergaben - in Strecken zerlegt, die von einem Fixpunkt zum nächsten reichten. Für die dazwischenliegenden Meßpunkte erfolgte die Hochrechnung, indem der gemessene Temperaturverlauf zwischen den Fixpunkten und dem neu zu berechnenden Meßpunkt auf den hochgerechneten Verlauf an den Fixpunkten übertragen wurde. D. h. es wurde angenommen, daß bei einer Streckung oder Stauchung der Temperatur an den Fixpunkten eine entsprechende Streckung/Stauchung am Meßpunkt vorzunehmen ist. Dieses Verfahren wurde schrittweise auf alle weiteren Meßpunkte ausgedehnt, wobei gemeinsame Punkte mit einer bereits angeglichenen Trasse als neue Fixpunkte behandelt wurden.

Nach Abschluß des Verfahrens lagen die auf den Darstellungszeitraum hochgerechneten Temperaturen für jeden Meßpunkt jeder Trasse vor. Um zur flächendeckenden Darstellung zu gelangen, wurde manuell unter Berücksichtigung der Flächennutzung interpoliert (SenStadtUm 1993b, c).

Die Hochrechnung der relativen Feuchte und des Dampfdruckes, der für die Berechnung der Äquivalenttemperatur benötigt wurde, erfolgte analog.

West-Berlin

Für den Westteil der Stadt wurde die Temperaturverteilung bei austauscharmen Wetterlagen im wesentlichen aus der ersten Ausgabe des Umweltatlas übernommen. Jedoch wurde das Temperaturniveau um etwa 1 °C herabgesetzt. Dies ergab sich durch einen Vergleich der Mittelwerte der Sommer 1982 und 1991 an der Klimastation in Berlin-Dahlem und der Annahme, daß eine allgemeine Erniedrigung aller Meßpunkte um diesen Differenzbetrag gerechtfertigt ist. Abgewichen wurde von dieser Vorgehensweise nur für die Bereiche West-Berlins, durch die die neuen Meßfahrten führten.

Aktualisierung auf Datenstand 2000

Zur Aktualisierung der Klimakarten des Umweltatlas wurden die Temperaturbereiche nicht neu berechnet, sondern in die Karten des Umweltatlas eingeordnet. Dazu wurden die Temperaturen der Messfahrten skaliert und mit den Ergebnissen der Ausgabe vom 1993 verglichen. Die Skalierung erlaubt den Vergleich der Abkühlung von unterschiedlichen Messrouten und Wetterlagen. Eine skalierte Temperatur von 1 bedeutet, daß im Vergleich zu einem Referenzpunkt in der überwärmten Stadtmitte keine Abkühlung stattfindet. Je geringer die skalierte Temperatur ist, desto stärker ist die Abkühlung. Die skalierten Temperaturen wurden dann in die vorhandenen Temperaturklassen eingeordnet. Abb. 3 zeigt die Einteilung der skalierten Temperatur für eine Messroute in den Nord-Osten von Berlin. Deutlich zu erkennen sind die Abweichungen zwischen den Messwerten von 1999 (blaue Kurve) und der Einteilung von 1993 (grüne Kurve) im Bereich der Neubaugebiete in Buchholz und Karow. Die Methodik und die Ergebnisse sind ausführlich in Stoffregen, H. 2000 beschrieben.

Die skalierte Temperatur Ts wurden nach folgendem Schema berechnet:

formel1

Ts: skalierte Temperatur des Messpunktes [-]; TMessung: gemessene, zeitkorregierte Temperatur des Messpunkts [°C], TMitte: mittlere Temperatur im Bereich Unter den Linden/Friedrichstr. (zeitkorrigiert) [°C]; DTMessnetz: Differenz der Tagesminima des TU-Messnetzes [°C].

Abbildung 6
Abb 3 : Ergebnisse der Messfahrten (blau: skalierte Temperatur) an austauscharmen Strahlungstagen (Karte 04.04.1) für eine Messfahrt (Nord-Ost, Karow und Buchholz).
Die neue Einteilung in die Temperatur-Klassen des Umweltatlas (schwarz) und der Vergleich mit den Ergebnissen des Umweltatlas 1993 (grün).

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