Stadtklima
Grundlagen Stadtklima
Nach World Meteorological Organization (WMO / 1981) ist das Stadtklima das durch die Wechselwirkung mit der Bebauung und deren Auswirkungen (einschließlich Abwärme und Emission von luftverunreinigenden Stoffen) modifizierte Klima. Oder anders ausgedrückt erklären Hupfer & Kuttler (2006) das Stadtklima als einen städtischen Siedlungsraum, der im Vergleich zu seiner nicht bebauten Umgebung klimatische und lufthygienische Veränderungen verursacht. Es handelt sich dabei um eine anthropogene (= vom Menschen verursachte) Klimamodifikation.
Vor allem Einflussfaktoren wie die Bebauungsdichte innerhalb einer Stadt, fehlende Durchgrünung, sowie das Freisetzen von Abgasen oder Abwärme können unter anderem zu vermehrten Anreicherungen von Schadstoffen in der Luft, veränderten Niederschlagsverhältnissen oder auch höheren (Durchschnitts-)Temperaturen in den kleinräumigen Bereichen einer Stadt, also einem veränderten Stadtklima führen. Durch diese veränderten Konstellationen können gegebenenfalls gesundheitliche Beeinträchtigungen resultieren. Der Einfluss von Auswirkungen des Klimas (sowie des Wetters) auf biologische Systeme (Organismen), insbesondere den Menschen, wird daher speziell in der Bioklimatologie (auch Biometeorologie) untersucht und das vorherrschende Klima als Bioklima bezeichnet.
Da die verschiedenen Bodenoberflächen (Wasser, Rasen, Asphalt, Beton etc.) innerhalb einer Stadt sich unterschiedlich stark erwärmen, ist unter anderem die Lufttemperatur ein bezeichnender Faktor für das jeweilige Stadtklima. Die entstehenden Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Flächen führen beispielsweise zu lokalen Luftausgleichsbewegungen.
Zur Entstehung des Stadtklimas hat der
Für das Stadtklima sind mehrere Einflussfaktoren maßgebend:
Bebauung
Städtische Baukörper können Wärme erheblich besser speichern als ein unbebauter Boden oder Vegetation. So wird die Sonnenwärme über Tag gespeichert und abends und nachts nur langsam an die Umgebungsluft abgegeben. Nachts ist es innerhalb der Stadt also wärmer als außerhalb der Stadt.
Am Tag kann sich die Bebauung gegenteilig auswirken. Dies ist dann der Fall, wenn die Gebäude starke Schatten werfen. Folglich kann sich die Luft in der Stadt weniger stark erwärmen als auf dem Land.
Neben den Auswirkungen auf den Wärmehaushalt beeinflusst die Bebauungsstruktur einer Stadt auch in erheblichem Maße den Luftaustausch. Durch die erhöhte Rauhigkeit der Oberfläche kommt es zu einer Abnahme der Windgeschwindigkeit und somit zu einer verringerten Frischluftzufuhr. Besonders bei ohnehin schon schwachwindigen Hochdruckwetterlagen kann dies zu einer gefährlichen Anreicherung von Luftschadstoffen führen.
Fehlende Vegetation
Bei der Verdunstung von Wasser an den Blättern der Pflanzen wird der Luft Energie entzogen, dies bewirkt eine Abkühlung der Luft. Verdunstung findet z.T. auch an trockenen Tagen statt, da Pflanzen sich des Wassers im Boden und des Grundwassers bedienen. Fehlende Vegetation in den Innenstädten führt daher zu verringerter Luftfeuchtigkeit und somit höheren Temperaturen.
Versiegelung
Durch die großflächige Versiegelung in der Stadt kann der Boden kein Wasser aufnehmen. Bei Niederschlägen fließt somit der Großteil des Wassers ungenutzt in die Kanalisation.
Abwärme
Im Winter werden durch das Heizen erhebliche Wärmemengen an die Außenluft abgegeben, besonders bei schlecht isolierten Gebäuden. Im Sommer sind es die immer populärer werdenden Klimaanlagen, die Abwärme produzieren. Aber auch Industrie und Straßenverkehr sorgen für eine Aufheizung der Stadtluft.
Dennoch ist das Stadtklima von vielzähligen weiteren Faktoren abhängig.
Eines der bekanntesten Merkmale zu Untersuchungen des jeweiligen Stadtklimas wird durch den Begriff der „städtischen Wärmeinsel“ geprägt. Sie beschreibt die zumeist inselartige städtische Überwärmung einer Stadt im Gegensatz zum meist kühleren Umland, die insbesondere durch höhere Oberflächen- als auch Lufttemperaturen charakterisiert ist (vgl. Hupfer & Kuttler, 2006).
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