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Umweltatlas Berlin

04.10 Klimamodell Berlin - Analysekarten (Ausgabe 2016)

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Karte 04.10.06 Meteorologische Kenntage

Allgemeine Anmerkungen

Bei Kenntnis der Häufigkeiten der Kenntage an einem Referenzstandort können die Häufigkeiten an anderer Stelle anhand der vorliegenden Temperaturdifferenz abgeschätzt werden. Auf Grundlage der simulierten Lufttemperaturen am Tage und in der Nacht am Messstandort Tempelhof (Bezugszeitraum 2001 bis 2010) wurden die Differenzen zur mittleren Temperatur pro ISU5-Block(teil)fläche bestimmt und die Häufigkeit der Kenntage pro Jahr ermittelt (vgl. Methode / ergänzende Hinweise).

Die Anzahl der Hitzetage stellt eine Untermenge der Sommertage dar und ist daher in der Karte der Tage mit Temperaturmaxima ≥ 25 °C enthalten.
Die Häufigkeit innerhalb der Siedlungsräume hängt von ihrer baulichen Dichte und ihrem Grünanteil ab. Daher weisen vor allem die Blöcke mit entsprechendem Überbauungsgrad und gegenläufigem Grünanteil wie Kerngebiete oder kerngebietsähnliche Nutzungen, Gewerbe- und Industriegebiete mit dichter Bebauung bzw. großflächiger Versiegelung sowie vergleichbare Flächentypen der Wohnbebauung die höchsten Werte sowohl bei den Sommer- als auch bei den Hitzetagen auf. Ebenfalls hohe Werte aufgrund des hohen Anteils offener rasengeprägter Abstandsflächen zeigen die Großsiedlungen und Punkthochhäuser, welche sich am Tage stark erwärmen können. Dem stehen die mit einem ausgeprägten Baumbestand ausgestatteten durchgrünten Siedlungstypen wie z.B. in Charlottenburg-Wilmersdorf mit deutlich geringerer Anzahl an Sommer- und Hitzetagen gegenüber.

Auch die Grün- und Freiflächen weisen eine große Spannweite auf, wobei über den Acker- und Rasenflächen aufgrund der intensiven Sonneneinstrahlung eine hohe Anzahl von Sommer- und Hitzetagen pro Block vorliegt. Aufgrund ihres Bestandsklimas ist die Häufigkeit innerhalb von Waldarealen am niedrigsten.

Bei den nächtlichen Tiefsttemperaturen und damit auch bei der Anzahl der Tropennächte zeichnet sich in den bebauten Blockflächen deutlich der Einfluss der darin vorhandenen Bebauung und damit der städtische Wärmeinseleffekt ab. Die meisten Tropennächte sind somit in der City-Ost und Teilen der City-West zu erkennen. Dem stehen die durchgrünten Siedlungstypen bzw. die stadtrandnahe Bebauung mit einer geringen Anzahl gegenüber. Die übrige Bebauung nimmt in ihrem nächtlichen Temperaturniveau und damit in der Menge der Tropennächte eine mittlere Position ein.
Acker- und Rasenflächen weisen aufgrund ihrer starken nächtlichen Abkühlung nur eine geringe Anzahl von Tropennächten auf. Diese ist bei Waldarealen etwas höher ausgeprägt und von der Menge her in etwa mit gut durchgrünten Siedlungsflächen wie z.B. Villenbebauung vergleichbar.

Karte 04.10.07 Klimaanalysekarte

Allgemeine Anmerkungen

Die Klimaanalysekarte bildet den planungsrelevanten Ist-Zustand der Klimasituation ab. Dazu werden das Ausmaß der städtischen Überwärmung, die Ausgleichsleistungen kaltluftproduzierender Flächen sowie räumliche Beziehungen zwischen Ausgleichs- und Wirkungsräumen dargestellt. Einbezogen werden auch die Auswirkungen von Freiflächen des Umlandes auf das Stadtgebiet.

Die Differenzierung der Raumeinheiten "Siedlungsraum" und "Grün- und Freiflächenbestand" folgt einer Systematik, die sich aus den Flächentypen des Informationssystems Stadt und Umwelt (ISU) (vgl. SenStadt 2010) ableitet. Vertiefende Informationen zur Ableitung dieser Raumeinheiten finden sich im Begleittext zur Planungshinweiskarte Stadtklima (Download SenStadt 2016). Abbildung 11 stellt die räumliche Verteilung über das Stadtgebiet dar.


Abb. 11: Gesamtstädtische Verteilung der Raumeinheiten des Klimamodells Berlin auf der Basis der Flächentypen des Informationssystems Stadt und Umwelt (ISU) (vgl. SenStadt 2010)

Grün- und Freiflächenbestand

Vegetationsbestandene Freiflächen mit nennenswerter Kaltluftproduktion stellen klima- und immissionsökologische Ausgleichsräume dar. Eine hohe langwellige nächtliche Ausstrahlung während austauscharmer Hochdruckwetterlagen führt zu einer starken Abkühlung der bodennahen Luftschicht. Die Menge der produzierten Kaltluft hängt ab vom vorherrschenden Vegetationstyp, den Bodeneigenschaften und der damit verbundenen nächtlichen Abkühlungsrate.

Die Gesamtfläche der potenziell kaltluftproduzierenden Grünflächen innerhalb des Stadtgebietes beziffert sich auf ca. 351 km², was einem Flächenanteil von rund 39,5 % des gesamten Stadtgebietes entspricht und als hoch angesehen werden kann. Die Ausprägung der Kaltluftlieferung innerhalb von Grünarealen ist dabei zumeist räumlich differenziert. Oft weisen bei innerstädtischen Grünflächen die zentralen Bereiche einen eher niedrigen Kaltluftvolumenstrom auf im Vergleich zu den an die Bebauung angrenzenden Teilflächen. Dies ist darauf zurück zu führen, dass, angetrieben durch den Temperaturunterschied zwischen Freifläche und Bebauung, die Kaltluft erst beschleunigt werden muss und dann die Werte in Richtung auf die Bebauung zunehmen. Im Übergangsbereich von Grünfläche und Bebauung sind der Temperaturgradient und damit auch die Intensität des Luftaustausches am höchsten. Areale mit einem Volumenstrom > 90 m³/s werden in der Karte daher als Bereiche hohen und sehr hohen Luftaustausches hervorgehoben (vgl. Tabelle 2). Zum Teil setzen sich diese Bereiche auch als Flächen mit der Inwertsetzung "Kaltlufteinwirkbereich im Siedlungsraum" in die bebauten Gebiete fort.

Als Leitbahnen für den Kaltlufttransport fungieren große, linear ausgeprägte Freiflächen mit einer verhältnismäßig geringen Oberflächenrauigkeit. Hinsichtlich dieser Funktion sind drei Bereiche des Havel- bzw. Spreetals als bedeutsam zu nennen. Zum einen der Havelabschnitt zwischen Pichelssee und Ruhlebener Straße, der auf einer Länge von ca. 3 km Kaltluft nach Norden in den Stadtteil Spandau führt. Zum anderen tritt der Rummelsburger See als Teil der Spree hervor, über den Kaltluft von Alt-Treptow und vom Plänterwald nach Rummelsburg strömt. Darüber hinaus ist noch ein Abschnitt der Dahme entlang von Grünauer- und Regattastraße zu nennen. Diese Ergebnisse decken sich mit den Befunden eines Gutachtens des Deutschen Wetterdienstes (DWD 1996).

Aufgrund der wenig ausgeprägten Orographie sind solch relieforientierte Luftleitbahnen aber eher selten. Ein wesentlicher Beitrag der Niederungsbereiche von Fließgewässern zum Transport von Kaltluft aus dem Berliner Umland in das Stadtgebiet ist nicht zu erkennen, vielmehr treten nur Teile der Flusstäler innerhalb des Stadtgebietes als Leitbahnen in Erscheinung.

Siedlungsräume

Wie bereits im Kapitel Methode beschrieben (vgl. Tabelle 1), ist der nächtliche Wärmeinseleffekt mit Hilfe des statistischen Verfahrens der Z-Transformation der modellierten nächtlichen Lufttemperatur in 2 m über Grund ermittelt worden. Mit diesem Vorgehen lässt sich eine räumliche Untergliederung des Siedlungsraumes nach dem Kriterium der nächtlichen Überwärmung gegenüber Freilandverhältnissen durchführen. Im Rahmen der Bestimmung der Bereiche mit bioklimatischer Belastung während der Nacht in der Planungshinweiskarte wurde ebenfalls die Verteilung der Lufttemperatur herangezogen (SenStadt 2016).

Vor allem Gebiete mit der Klassifikation "Wärmeinseleffekt nicht vorhanden bzw. schwach" stehen mehr oder weniger unter dem positiven Einfluss eines Kaltlufteinwirkbereiches und sind in diesen Fällen zumeist auch durch eine ausreichende Durchlüftung gekennzeichnet, deren Reichweite in die Bebauung zum einen abhängt von der Kaltluftproduktivität (auch in der Bebauung selbst), zum anderen aber auch von der Hinderniswirkung des jeweiligen Bebauungstyps. Vor allem in den dichten bebauten Quartieren können auch im Einflussbereich von kaltluftproduzierenden Flächen stehende Blöcke als Flächen mit mäßigem bis starken Wärmeinseleffekt in den Nachtstunden bewertet werden. Diese lokalen Phänomene deuten darauf hin, dass in diesen Fällen die Wirkung der herangeführten Kaltluft nicht ausreicht, eine deutliche Minderung der Lufttemperatur herbeizuführen.
Dem stehen die Siedlungsflächen mit hohem Durchgrünungsgrad gegenüber, welche nur eine schwache bzw. keine nächtliche Überwärmung aufweisen. Bebaute Gebiete mit klimarelevanter Funktion weisen eine offene Siedlungsstruktur mit einem Gesamtversiegelungsgrad von weniger als 30 % sowie keine oder höchstens geringe Überwärmung auf; sie tragen damit potenziell zur lokalen Kaltluftentstehung bei. Der konkrete lokale Effekt ist jedoch von der jeweiligen örtlichen Situation, d.h. z.B. wesentlich von der Vegetationsausstattung abhängig. Typische Flächentypen sind diejenigen der Einzel-, Reihen- und Doppelhäuser bzw. generell der Bebauung mit Gärten und Umgrünung. Oft grenzen sie an Kaltluft produzierende Grünareale an und tragen so zur Durchlüftung von weiter entfernten Siedlungsflächen mit nächtlicher Überwärmung bei.

Luftaustausch

Strukturen, die den Luftaustausch ermöglichen und Kaltluft heranführen, sind das zentrale Bindeglied zwischen Ausgleichsräumen und bioklimatisch belasteten Wirkungsräumen. Leitbahnen sollten generell eine geringe Oberflächenrauigkeit aufweisen, wobei gehölzarme Tal- und Auenbereiche, größere Grünflächen (vor allem mit ihren offenen, niedrig bewachsenen Bereichen) und Bahnareale als geeignete Strukturen in Frage kommen. Breite Straßen können aufgrund ihrer Immissionsbelastung nur dem Klimaausgleich, nicht jedoch dem Heranführen unbelasteter Luft dienen. Die Leitbahnen werden in der Klimaanalysekarte hinsichtlich des Prozessgeschehens untergliedert. Im 'Idealfall' stellt eine kaltluftproduzierende Fläche auch einen Teilbereich einer Leitbahn dar.

Es überwiegen die vorwiegend thermisch induzierten Leitbahntypen mit einer rein auf die nutzungsbedingten Temperaturunterschiede zurückzuführenden Ausgleichsströmung. Beispielhaft für solche Strömungsbereiche im innerstädtischen Bereich können die Kleingartenanlagen am Priesterweg angeführt werden, die Kaltluft vom Friedhof an der Bergstraße in Steglitz sowie vom Insulaner in Richtung Norden transportieren. Ähnlich verhält es sich bezüglich der Kleingartenanlagen am Heckerdamm sowie des Volksparks Rehberge, hier wird ein Teil der auf dem Flughafen Tegel produzierten Kaltluft in Richtung Innenstadt weitergeleitet.

Insgesamt konzentrieren sich die erkannten thermisch induzierten Leitbahnen in folgenden Bereichen:

  • nördlich der Linie Tegel - Lichtenberg
  • westlich des Schlossparkes Charlottenburg bis zur Stadtgrenze in Staaken; z.T. wird Kaltluft aus dem nördlichen Gatower Feld sowie dem Umland herangeführt
  • im Süden östlich der Stadtgrenze zu Groß-Ziethen in den Ortsteilen Rudow und Bohnsdorf.

Flächen in der direkten Benachbarung Grün/Bebauung wurden nicht als Teil einer Leitbahn ausgewiesen.

Vorwiegend orographisch induzierte Leitbahnen sind auf das östliche Stadtgebiet konzentriert. Dabei handelt es sich um Talbereiche etwa der Wuhle und des Mühlenfließes, die aufgrund ihrer Ausrichtung, Breite und Oberflächenbeschaffenheit Leitbahnfunktionen übernehmen. Im westlichen Stadtgebiet kann dahingehend die vom Grunewald ausgehende Tiefenlinie Hundekehlsee - Dianasee - Koenigssee - Halensee eingeordnet werden.

Die Niederungen der größeren Fließgewässer wie Spree und Havel gehen über diese Funktion hinaus und besitzen zudem eine Eigenschaft als übergeordnete Luftleit- und Ventilationsbahnen. Sie begünstigen den Luftaustausch in der angrenzenden Bebauung auch bei stärkeren, übergeordneten Wetterlagen.

Ein flächenhafter Kaltluftabfluss ist auf Areale mit Hangneigungen > 1° begrenzt und tritt im Stadtgebiet Berlin aufgrund der vergleichsweise geringen Höhenunterschiede eher selten auf. Daher ist dieser Prozess an die wenigen Bereiche mit einer nennenswerten Hangneigung wie die des Grunewalds und der Köpenicker Bürgerheide gekoppelt. Darüber hinaus kann nördlich des Tegeler Sees, in Kaulsdorf sowie im Forst Düppel vereinzelt von einem Kaltluftabfluss ausgegangen werden. Die Kaltluftlieferung ist auf diesen geneigten Waldflächen überdurchschnittlich hoch, da die Ausstrahlung und damit die primäre Abkühlung hauptsächlich aus dem oberen Kronenbereich und nicht aus unmittelbarer Bodennähe erfolgt. Aufgrund der großen, ausstrahlenden Oberfläche des Bestandes fließt die Kaltluft auch im und über den Kronenbereich ab, statt erst in den Stammraum einzusinken (Groß, G. 1989).

Sonstige Ausweisungen

Die lufthygienische Situation im Hauptstraßennetz wird über den Index der Luftbelastung auf Grundlage der Schadstoffe Stickstoffdioxid (NO2) und Feinstaub (PM10) abgebildet (SenStadtUm 2011). Die räumliche Verteilung der Belastungssituation hängt eng mit den Verkehrsmengen sowie der entlang der Straßenabschnitte vorhandenen Bebauung zusammen. Letztere beeinflusst die Verdünnung und den Abtransport lufthygienisch belasteter Luftmassen, so das eine erhöhte Belastung vor allem in den dichter bebauten Stadträumen mit hohen Verkehrsmengen anzutreffen ist.

Windfeldveränderungen, d.h. die Neigung zu starken Turbulenzen sowie Auf- und Abwinden können im Umfeld größerer Gebäude auftreten, wie sie in den Bebauungstypologien heterogener, innerstädtischer Mischbebauung, Großsiedlungen und Punkthochhäusern sowie Kerngebietsnutzungen vorliegen. Mit diesen Veränderungen sind einerseits positive Wirkungen wie stärkere Verwirbelung lufthygienischer Belastungen verbunden, andererseits treten jedoch auch vermehrt Einschränkungen im Windkomfort auf. Von den Gewässerflächen im Stadtgebiet Berlin geht an Tagen mit Wärmebelastung eine Kühlfunktion für das nähere Umfeld aus. Darüber hinaus dienen sie als Luftleit- und Ventilationsbahnen auch bei austauschstärkeren Wetterlagen.

Lärmschutzeinrichtungen sind an Abschnitten entlang lärmemittierender Verkehrswege und entsprechend sensibler Nutzungen vorhanden. Sie sind vor allem entlang der Bundesautobahn A 113 sowie entlang von Bahnstrecken im südlichen und westlichen Stadtgebiet ausgewiesen. Sie stellen in dieser Karte eine Zusatzinformation dar, da sie in der Modellierung im Hinblick auf ihren möglichen Einfluss auf die Ausbreitung von Luftmassen nicht exlizit berücksichtigt werden konnten.

Nicht bewertete Flächen stellen Gewässer, einige Plätze, Gleise einschließlich umgebenden Gleisschotters dar.

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