institut für geographie

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INSTITUT FÜR GEOGRAPHIE
DER
FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITÄT ERLANGEN-NÜRNBERG
LEHRSTUHL FÜR PHYSISCHE GEOGRAPHIE
PROF. DR. UWE TRETER
Klima-Mosaik der Stadt Erlangen
Diplomarbeit
vorgelegt von
Barbara Elisabeth Strobel
mit
120 Seiten, 61 Abbildungen, 43 Tabellen
Erstgutachter: Prof. Dr. Uwe Treter
Zweitgutachter: Prof. Dr. Michael Richter
Erlangen Februar 2002
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VORWORT
Als Herr Professor Treter im Sommersemester 2000 die Übung „Stadtökologie“ mit dem Ziel
veranstaltete, einen Stadtatlas von Erlangen zu erarbeiten, in dem die Komplexe Boden,
Klima, Verkehr und Vegetation behandelt werden sollten, entstand die Idee zu dieser
Diplomarbeit. Die Arbeitsthese der Klima-Gruppe war allgemein gehalten („Stadtklima – im
Vergleich zum Umland“) und bezog sich nur auf die Ergebnisse aus dem Klimagutachten des
Deutschen Wetterdienstes von 1989. Im Laufe des Semesters stellte sich mir die Frage, ob
sich das Klima Erlangens homogen auf das ganze Stadtgebiet erstreckt oder vielmehr in
kleinere Einheiten aufzuteilen ist und wenn ja, wodurch sich die entsprechenden
Abgrenzungen in Erlangen ergeben.
Da bereits im Grundstudium die Klimageographie und die Stadtklimatologie meine besondere
Aufmerksamkeit geweckt hatten und auch Herr Treter großes Interesse an einem
stadtklimatologischen Projekts erkennen ließ, wurde diese Frage nach der Differenzierung des
Stadtklimas zur Grundlage meiner Diplomarbeit mit dem Thema „Klima-Mosaik der Stadt
Erlangen“.
Ich möchte mich an dieser Stelle bedanken bei
-
Herrn Prof. Dr. Uwe Treter für die Betreuung der Arbeit mit klärenden Gesprächen und
konstruktiver Kritik;
-
den Familien Jentsch, Welß, Krüger und Dörfler, die ihre Gärten bzw. den Innenhof für
die Aufstellung der Datalogger zur Verfügung gestellt haben, denn ohne sie wäre diese
Arbeit nicht möglich gewesen;
-
Herrn Dr. Cyrus Samimi für zahlreiche Tipps und die Hilfeleistung beim Aufstellen der
Geräte;
-
den Teilnehmern des Kurses "Geoökologie II: Stadtklima" für ihren bereitwilligen
messtechnischen Einsatz;
-
Herrn Henning Schröder für seine Unterstützung in statistischen Fragen;
und meinem Mann, der mir in der letzten Phase der Arbeit geduldig und kompetent im Kampf
mit dem Computer zur Seite stand.
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INHALTSVERZEICHNIS
1 Zielsetzung....................................................................................................... 9
2 Das Stadtklima............................................................................................... 10
3 Der Untersuchungsraum................................................................................ 14
3.1
Naturräumliche Einordnung und Gliederung.............................................................. 15
3.2
Klimageographische Zuordnung................................................................................. 16
3.2.1
Niederschlag und Temperatur .............................................................................. 16
3.2.2
Windverhältnisse.................................................................................................. 16
3.3
Witterungsverlauf im Untersuchungszeitraum ........................................................... 17
3.4
Struktur und Siedlungsentwicklung Erlangens........................................................... 19
4 Untersuchungsmethodik ................................................................................ 21
4.1
Geräte-Ausstattung ..................................................................................................... 22
4.2
Stationäre Messungen ................................................................................................. 22
4.3
Mobile Messungen...................................................................................................... 26
4.4
Prinzipielle Auswertung.............................................................................................. 29
4.4.1
Datennormierung.................................................................................................. 29
4.4.2
Problemfall relative Luftfeuchtigkeit ................................................................... 31
4.4.3
Mittelwertbildung................................................................................................. 31
4.4.4
Berechnung von Minimum- und Maximumtemperatur ....................................... 32
4.4.5
Datenstandardisierung.......................................................................................... 34
5 Loggerstandort - Charakterisierung............................................................... 35
5.1
Temperaturverhältnisse............................................................................................... 35
5.2
Luftfeuchtigkeitsverhältnisse...................................................................................... 42
6 Auswertung der Profil-Messfahrten .............................................................. 45
6.1
Wärme- und Kälte-Inseln der Nachtmessfahrten........................................................ 45
6.1.1
Spardorf – Büchenbach (Profil 1) ........................................................................ 47
6.1.2
Frauenaurach – Buckenhof (Profil 2)................................................................... 52
6.1.3
Rathsberg – Tennenlohe (Profil 3) ....................................................................... 56
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6.2
Wärme- und Kälte-Inseln der Tagesmessfahrten........................................................ 59
6.2.1
6.2.2
6.2.3
6.3
Klimaklassen-spezifische Unterschiede...................................................................... 63
6.4
6.4.1
6.4.2
6.4.3
6.5
Zusammenfassung der Ergebnisse aus den Profilen................................................... 77
7 Auswertung der Detailmessungen................................................................. 78
7.1
Temperaturverhältnisse............................................................................................... 78
7.1.1
Schlossgarten (Profile a – d) ................................................................................ 78
7.1.2
Altstädter Kirchenplatz – Theaterplatz (Profil e) ................................................. 84
7.1.3
Langemarckplatz – Rathausplatz ( Profil f) ......................................................... 88
7.2
7.2.1
Schlossgarten (Profile a – d) ................................................................................ 91
7.2.2
Altstädter Kirchenplatz – Theaterplatz (Profil e) ................................................. 92
7.2.3
Langemarckplatz – Rathausplatz (Profil f) .......................................................... 93
7.3
Zusammenfassung der Detailmessungen.................................................................... 94
8 Erkenntnisse der Untersuchung..................................................................... 95
9 Ausblick......................................................................................................... 98
Literaturverzeichnis........................................................................................... 100
Anhang .............................................................................................................. 104
Ergebnisse der statistischen Auswertung (SPSS) – Loggerstandorte.............................. 104
Profilrouten...................................................................................................................... 106
Temperatur- und Luftfeuchte-Daten aus den Profil-Messfahrten ................................... 109
Ergebnisse der statistischen Auswertung (SPSS) – Klimaklassen .................................. 112
Detailrouten ..................................................................................................................... 113
Temperatur- und Luftfeuchte-Daten aus den Detailmessungen ...................................... 115
Übersichtskarte des Schlossgartens ................................................................................. 120
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ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abb. 1: Vielfachreflexionen an Hochhäusern ......................................................................... 12
Abb. 2: Statistische Bezirke der Stadt Erlangen...................................................................... 14
Abb. 3: Schematischer Querschnitt durch das Regnitztal ....................................................... 15
Abb. 4: Temperaturverlauf während des Untersuchungszeitraums......................................... 17
Abb. 5: Der Einfluss von Gebäudehöhen auf den Wind ......................................................... 20
Abb. 6: Logger A – Innenstadt ................................................................................................ 23
Abb. 7: Logger B – Offene Bebauung..................................................................................... 23
Abb. 8: Logger C – Stadtrand Nordost.................................................................................... 23
Abb. 9: Logger D – Stadtrand Südwest................................................................................... 23
Abb. 10: Übersicht über Lage der Messgeräte und Verlauf der Profile 1 bis 3 ...................... 24
Abb. 11: Profile a – d (Schlossgarten)..................................................................................... 27
Abb. 12: Profil e (Altstädter Kirchenplatz - Theaterplatz) ...................................................... 27
Abb. 13: Profil f (Langemarckplatz - Rathausplatz) ............................................................... 28
Abb. 14: Abkühlungsregression .............................................................................................. 32
Abb. 15: Maximumwerte aller Logger von Mai bis September 2001..................................... 36
Abb. 16: Tagesgang der Temperatur am 6.7.01 an den Loggern A, B, C und D1 .................. 36
Abb. 17: Tagesgang der Temperatur am 6.7.01 an den Loggern A und B.............................. 38
Abb. 18: Tagesgang der Temperatur am 6.7.01 an den Loggern B und C.............................. 40
Abb. 19: Tagesgang der Temperatur am 6.7.01 an den Loggern C, D1 und D2..................... 41
Abb. 20: Zahl der Nächte mit Mittel- und Minimumtemperaturen über 18°C........................ 42
Abb. 21: Tagesgang der relativen Feuchte am 6.7.01 an den Loggern A, B, C und D1 ......... 43
Abb. 22: Tagesgang der relativen Feuchte am 6.7.01 an den Loggern B, D1 und D2............ 43
Abb. 23: Abkühlung in der Nacht des 22.5.01 an den Loggern A und B ............................... 45
Abb. 24: Tagesgang der Temperatur am 24.6.01 an den Loggern A, B, C und D1 ................ 46
Abb. 27: Minimumtemperaturen entlang des Profils 1 (24.-26.6.01) ..................................... 47
Abb. 28: Standardisierte Werte des Profils 1 (24.-26.6.01) .................................................... 48
Abb. 29: Temperaturabweichungen vom Logger B entlang des Profils 1 (24.-26.6.01) ........ 50
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Abb. 36: Temperaturabweichungen vom Logger B entlang des Profils 1 (25.6.01)............... 60
Abb. 39: Standardisierte Werte der Klimaklasse 1: Offene Bebauung ................................... 64
Abb. 40: Standardisierte Werte der Klimaklasse 2: Geschlossene Bebauung ........................ 66
Abb. 41: Standardisierte Werte der Klimaklasse 3: Versiegelte Flächen................................ 67
Abb. 42: Standardisierte Werte der Klimaklasse 4: Grünland ................................................ 68
Abb. 43: Standardisierte Werte der Klimaklasse 5: Flächen mit hohem Baumbestand.......... 69
Abb. 44: Standardisierte Werte der Klimaklasse 6: Wald....................................................... 70
Abb. 45: Standardisierte Werte der Klimaklasse 7: Gewässer ................................................ 71
Abb. 46: Ausreißer innerhalb der Klimaklassen ..................................................................... 72
Abb. 47: Gesamtmittelwerte der Klimaklassen....................................................................... 72
Abb. 48: Standardisierte Feuchtigkeitswerte des Profils 1 (24.-26.6.01)................................ 73
Abb. 51: Standardisierte Mittelwerte der Profile a – f (Frühmessungen) ............................... 79
Abb. 52: Mittl. Temperaturabweichungen der Profile a – d von Logger A
(Frühmessungen) ....................................................................................................... 79
(Mittagsmessungen) .................................................................................................. 81
(Abendmessungen) .................................................................................................... 83
Abb. 55: Mittl. Temperaturabweichungen des Profils e von Logger A (Frühmessungen) ..... 85
Abb. 56: Mittl. Temperaturabweichungen des Profils e von Logger A
Abb. 57: Mittl. Temperaturabweichungen des Profils e von Logger A (Abendmessungen) .. 87
Abb. 58: Mittl. Temperaturabweichungen des Profils f von Logger A (Frühmessungen)...... 88
Abb. 59: Mittl. Temperaturabweichungen des Profils f von Logger A (Mittagsmessungen) . 89
Abb. 60: Mittl. Temperaturabweichungen des Profils f von Logger A (Abendmessungen)... 90
Abb. 61: Übersichtskarte des Schlossgartens und der Detailprofile a – d............................. 120
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TABELLENVERZEICHNIS
Tab. 1: Abweichung des Stadtklimas gegenüber dem Umlandklima ..................................... 11
Tab. 2: Albedowerte ................................................................................................................ 11
Tab. 3: Standorte der Messgeräte ............................................................................................ 25
Tab. 4: Übersicht über die Messtermine ................................................................................. 28
Tab. 5: Mittelwerte der Lufttemperatur an den Dataloggern während des
Untersuchungszeitraums.............................................................................................. 33
Tab. 6: Mittelwerte der Lufttemperatur................................................................................... 35
Tab. 7: Mittelwerte der relativen Luftfeuchte ......................................................................... 42
Tab. 8: Matrix der SPEARMAN-Rangplatz-Korrelationskoeffizienten der drei Messfahrten
(Profil 1) ...................................................................................................................... 49
Tab. 9: Matrices der SPEARMAN-Rangplatz-Korrelationskoeffizienten der drei Messfahrten
(Profil 2) mit (a) und ohne (b) Messfehler .................................................................. 53
Tab. 10: Matrix der SPEARMAN-Rangplatz-Korrelationskoeffizienten der drei Messfahrten
(Profil 3) .................................................................................................................... 56
Tab. 11: Test über die Verteilungsgleichheit der Klimaklassen auf einem Testniveau
von α* = 0,05. .......................................................................................................... 63
Tab. 12: Mittl. Temperaturabweichung der Profile a – d von Logger A (Frühmessungen) ... 80
Tab. 13: Mittl. Temperaturabweichung der Profile a – d von Logger A
Tab. 14: Mittl. Temperaturabweichung der Profile a – d von Logger A
(Abendmessungen) .................................................................................................... 83
Tab. 15: Mittl. Temperaturabweichung des Profils e von Logger A (Frühmessungen) ......... 85
Tab. 16: Mittl. Temperaturabweichung des Profils e von Logger A (Mittagsmessungen)..... 86
Tab. 17: Mittl. Temperaturabweichung des Profils e von Logger A (Abendmessungen) ...... 87
Tab. 18: Mittl. Temperaturabweichung des Profils f von Logger A (Frühmessungen) .......... 88
Tab. 19: Mittl. Temperaturabweichung des Profils f von Logger A (Mittagsmessungen) ..... 90
Tab. 20: Mittl. Temperaturabweichung des Profils f von Logger A (Abendmessungen)....... 90
Tab. 21: Mittl. Werte der relativen Luftfeuchtigkeit (Profile a-f)........................................... 92
Tab. 22: Wilcoxon-Test......................................................................................................... 104
Tab. 23: Vorzeichen-Test ...................................................................................................... 104
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Tab. 28: Profil 1: Spardorf – Büchenbach............................................................................. 106
Tab. 29: Profil 2: Frauenaurach – Buckenhof ....................................................................... 107
Tab. 30: Profil 3: Rathsberg – Tennenlohe ........................................................................... 108
Tab. 31: Vorhandene Daten des Profils 1: Spardorf – Büchenbach...................................... 109
Tab. 32: Vorhandene Daten des Profils 2: Frauenaurach – Buckenhof ................................ 110
Tab. 33: Vorhandene Daten des Profils 3: Rathsberg – Tennenlohe .................................... 111
Tab. 34: U-Test nach MANN und WHITNEY ..................................................................... 112
Tab. 35: Profil a: Schlossgarten längs (Mitte)....................................................................... 113
Tab. 36: Profil b: Schlossgarten längs (Gebäudeseite).......................................................... 113
Tab. 37: Profil c: Schlossgarten quer (Ost) ........................................................................... 113
Tab. 38: Profil d: Schlossgarten quer (West) ........................................................................ 114
Tab. 39: Profil e: Altstädter Kirchenplatz - Theaterplatz ...................................................... 114
Tab. 40: Profil f: Langemarckplatz - Rathausplatz ............................................................... 114
Tab. 41: Vorhandene Daten der Frühmessungen .................................................................. 115
Tab. 42: Vorhandene Daten der Mittagsmessungen ............................................................. 117
Tab. 43: Vorhandene Daten der Abendmessungen ............................................................... 118
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1. ZIELSETZUNG
Die Zielsetzung der Arbeit sieht in einem ersten Teil die allgemeine Differenzierung des
Stadtklimas anhand der meteorologischen Elemente Lufttemperatur und relative Luftfeuchte
vor. Basis ist das Datenmaterial der fünf im Stadtgebiet aufgestellten Datalogger und der
nächtlichen Messfahrten entlang von drei Profilen durch Erlangen. Dabei soll eine
Ausweisung von prinzipiellen Belastungs- und Ausgleichs- bzw. Kaltluftflächen erfolgen.
Im zweiten Teil wird das Innenstadtklima anhand ausgewählter Beispiele genauer untersucht.
So werden im Kernbereich der Stadt unterschiedlich strukturierte Plätze – wie versiegelte und
verdichtete Plätze, Rasenflächen, baumbestandene Bereiche und Brunnenanlagen – auf ihre
Funktion und Ausgleichs- oder Aufheizwirkung hin untersucht und ggf. miteinander
verglichen. Außerdem wird die tatsächliche Abkühlungswirkung und –reichweite des
Schlossgartens geprüft.
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STADTKLIMA
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2. DAS STADTKLIMA
Zentraler Begriff ist also das Stadtklima, das sich in dicht bebauten Städten und
Ballungsgebieten ausbildet. Die durch Städte aufkommenden klimatischen Veränderungen
entstehen immer in Abhängigkeit vom Großklima, sind aber in Bodennähe vielmehr den
zahlreichen, kleinräumig differenzierten mikroklimatischen Einflüssen ausgesetzt. Es ist
allgemein anerkannt, dass aber auch das Ausmaß des Mikroklimas überstiegen ist (ERIKSEN
1975, HEYER 1981, KRATZER 1956, LANDSBERG 1981, MIES 1988), weshalb sich aus
der Zwischenstellung des Stadtklimas zwischen Makro- und Mikroklima die Bezeichnung
Mesoklima ergibt. Man versteht unter Stadtklima also ein besonderes Kleinraumklima
(KRATZER 1956, S. 2) oder – wie ERIKSEN es auch nennt – ein Lokalklima, das den
Einfluss der städtischen Bebauung auf das Klima unter- und oberhalb einer Höhe der
Luftschicht von 2m darstellt (1975, S. 5). LANDSBERG vergleicht die Größenordnung der
Auswirkung einer Stadt mit der von kleineren Bergen und Seen (1981, S. 300).
Im Vergleich zur ländlichen Umgebung zeichnet sich ein Verdichtungsraum vor allem durch
höhere Temperaturen und stärkere Trockenheit aus. Doch wie funktioniert das konkret?
Die Gebäude, die oft hoch sind und dicht gedrängt stehen, bewirken eine erhöhte Rauhigkeit
der
Erdoberfläche,
so
dass
das
Strömungshindernis
Stadt
die
bodennahen
Windgeschwindigkeiten zwischen 10-30% (HÄCKEL 1999, S. 331) oder gar bis 50%
(FELLENBERG 1991, S. 56) reduziert. Verglichen mit dem Umland kommt es zu 5-20%
mehr Windstillen und ebensoviel weniger Böen in der Stadt (s. Tab.1). Es werden dadurch
Luftaustauschprozesse verringert oder gar ganz unterbunden, was nicht nur eine Anreicherung
von Luftschadstoffen, sondern auch eine Ansammlung und Stauung der warmen Luftmassen
in der Stadt zur Folge hat. Sind die Oberflächen jedoch durch den Wechsel von Straßen und
Parks etc. und vor allem durch unterschiedliche Haushöhen sehr uneinheitlich, so entstehen
über der Stadt wesentlich mehr Turbulenzen, was einer mangelhaften oder fehlenden
Durchlüftung und erhöhten Temperaturen entgegenwirken kann.
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STADTKLIMA
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Tab. 1: Abweichung des Stadtklimas gegenüber dem Umlandklima
Klimaelemente
im Vergleich zum Umlandklima
Bewölkung
5 – 10% mehr
Niederschlag
5 – 10% mehr
Schneefall
5 – 10% weniger
Temperatur im Jahresmittel
0,5 – 1,0°C mehr
Relative Feuchtigkeit im Jahresmittel
6% weniger
Windgeschwindigkeit
im Jahresmittel
20 – 30% geringer
Böen
10 – 20% weniger
Windstillen
5 – 20% mehr
nach LANDSBERG 1981, S. 330
Der wohl wichtigste Aspekt betrifft die Baukörpersubstanzen. Sie weisen in der Regel eine
niedrigere Albedo (s. Tab. 2) auf als die natürliche Umgebung, was in bebauten Gebieten zu
einer geringeren Reflexion der Sonnenstrahlen und dies wiederum zur höheren
Wärmespeicherung in den Baumassen führt. Die warmen Luftmassen, die durch erhöhte
Wärmespeicherfähigkeit und verzögerte Wärmeabgabe des städtischen Baukörpers mit seinen
zahlreichen Materialien und Formen, durch Strahlungsmodifikation durch Emissionen und
durch Hausbrand und andere anthropogene Energiezufuhr entstehen, sorgen in der Nacht für
eine verzögerte Abkühlung der Luft und in den frühen Stunden zum ebenfalls verzögerten
Temperaturanstieg (LAUER 1995. S 229). Der Zunahme der Lufttemperatur folgt auch eine
erhöhte Konvektion und eine vermehrte Wolkenbildung über der Stadt.
Tab. 2: Albedowerte
Albedowerte [%]
Sand, trocken
30 – 45
Sand, nass
20 – 30
Böden, schwarz
5 – 15
Grasflächen
15 – 25
Heide
10 – 15
Getreidefelder
15 – 30
Nadelwald
5 – 15
Laubwald
15 – 25
Asphalt
5 – 10
Beton
15 – 28
nach JUNGFER 1985, S. 50
11
STADTKLIMA
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Im Mittel ist eine Stadt um 1-2K (MIES 1988, S. 530) wärmer als das Umland – Häckel gibt
sogar ein durchschnittliches maximales Plus von bis zu 3K an –, doch variiert dieser Wert je
nach Makroklima, Größe und Lage der Stadt, Dichte der Überbauung, Jahres- und Tageszeit
und in Abhängigkeit von den Windgeschwindigkeiten. So kann der Temperaturunterschied
bei zunehmender Windstärke komplett verschwinden oder aber bei Windstille sein Maximum
erreichen, das in Millionenstädten nicht selten bei 10°C liegt.
Doch bereits bei wesentlich kleineren Städten oder auch nur Stadtteilen kann eine
beträchtliche Überhitzung entstehen, sofern das Gros der Gebäude aus hohen Bauwerken
besteht. Denn da es bei jeder Reflexion der Sonneneinstrahlung immer auch zur Absorption
eines Teils der Strahlen kommt, führen Vielfachreflexionen an Hochhäusern entsprechend zur
größeren Energieabsorption und damit zur größeren Wärmestrahlung (s. Abb. 1).
Abb. 1: Vielfachreflexionen an Hochhäusern (FELLENBERG 1991, S. 43)
Die Stadt wird deshalb auch als „Wärme-Insel“ bezeichnet, was aber durch den Begriff
„Wärme-Archipel“ (OKE 1973, S. 770) oder „mehrkernige Wärme-Insel“ (ERIKSEN 1976,
S. 369) ersetzt werden sollte, da es bei räumlich differenzierter Analyse zu einer Auflösung in
mehrere kleinere Wärmezentren kommt.
Mit der Erhöhung des Temperaturniveaus in Städten geht auch eine Änderung der relativen
Luftfeuchte einher; sie bleibt stets unter der des Umlands und weist genauso wie das Mosaik
der Wärme-Inseln eine Variation über dem Stadtgebiet auf. Zur allgemeinen Trockenheit in
den Städten tragen ganz wesentlich die starke Versiegelung und die wasserundurchlässigen
Pflaster bei. Denn durch Abwässer- und Drainagesysteme wird der Niederschlag dem Boden
vorenthalten, und durch den schnellen Abfluss kommt es zu einer Verringerung der
verdunstenden Oberflächen. Die Folge herabgesetzter Verdunstung ist eine reduzierte
Umwandlung von Wärme in latente Energie und eine geringere Luftfeuchte in der Stadt.
12
STADTKLIMA
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Die Überwärmung in der Stadt tritt vor allem im Sommer und dann besonders in den Nächten
deutlich auf. Diese Zeit kann für den Menschen zu einer großen Belastung werden, da erst
eine nächtliche Abkühlung bis unter 18°C einen physiologisch erholsamen Schlaf
gewährleistet (SAMIMI 2000, S. 5). Ein weiterer gesundheitlicher Druck entsteht bei solchen
kräftigen
Überwärmungsphasen,
wenn
sie
in
Verbindung
mit
einem
hohen
Wasserdampfdruck (>14mm Hg) auftreten. Dann kommt es zu Schwüle, die sich nicht nur
tagsüber, sondern auch während der Nachtstunden einstellt. Sie beeinträchtigt auch bei
gesunden Menschen in den Mittleren Breiten die Kreislauftätigkeiten, verursacht
Schlafstörungen und nachlassende Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit. In extrem
ausgeprägten Schwülephasen kann es sogar zu einer erhöhten Anfälligkeit gegenüber
Infektionskrankheiten kommen (FELLENBERG 1991, S. 216).
13
UNTERSUCHUNGSRAUM
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3 DER UNTERSUCHUNGSRAUM
Die Untersuchungen erstreckten sich über das Stadtgebiet von Erlangen. Erlangen liegt etwa
in der Mitte Nordbayerns und gehört zum Verdichtungsraum Nürnberg-Fürth-Erlangen. Mit
knapp 100.000 Einwohnern ist Erlangen Großstadt, deren Fläche ca. 77 km2 umfasst.
Burgberg
Spardorf
Alterlangen
Sieglitzhof
Altstadt
Löwenich
Markgrafenstadt
Büchenbach
Stubenloh
Röthelheim
Buckenhof
Röthelheimpark
Sebaldus
Bruck
Forschungszentrum
Frauenaurach
Tennenlohe
Abb. 2: Statistische Bezirke der Stadt Erlangen
Die Detailmessungen und die Standorte der Datalogger beschränken sich auf die Bezirke
Altstadt, Markgrafenstadt, Rathausplatz, Loewenich und Sieglitzhof – also auf die
Stadtgebiete östlich der Regnitz, da es sich hier um die Kernstadt Erlangens handelt. Länge
14
UNTERSUCHUNGSRAUM
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und Dauer der großen Profilmessungen jedoch und die Tatsache, dass alle möglichst zum
gleichen Zeitpunkt stattfinden sollten, erforderte die Hilfe von Kommilitonen, die im Rahmen
der Übung "Geoökologie II: Stadtklima" auch gewährt wurde. Somit konnte dieser Teil der
Untersuchungen auf den größten Bereich des Stadtgebiets ausgedehnt werden und erstreckte
sich von Rathsberg, Sieglitzhof und Buckenhofer Siedlung bis nach Tennenlohe im Süden
und Frauenaurach und Büchenbach/ In der Reuth im Westen.
3.1 Naturräumliche Einordnung und Gliederung
Erlangen liegt im Bereich der naturräumlichen Haupteinheiten Mittelfränkisches Becken und
Vorland der nördlichen Frankenalb, wobei das Mittelfränkische Becken den größten Teil der
Stadtflächen einnimmt, während zum Vorland der Frankenalb nur der Nordosten Erlangens
(Rathsberg und Burgberg) zählt. Das Untersuchungsgebiet erstreckt sich auf die ökologischfunktionalen
naturräumlichen
Untereinheiten
Schwachtal
und
-terrasse,
Regnitztal,
Regnitzterrassen, Westliche Keupergebiete, Östliche Keupergebiete/ Knoblauchsland,
Sebalder Reichswald und Albvorland (ABSP 1992, S. 21ff).
Topographisch gesehen ergibt sich eine flachwellige Landschaft, die sich im Nordosten der
Stadt jedoch etwa 100m über den Regnitztalgrund erhebt (s. Abb. 3).
Abb. 3: Schematischer Querschnitt durch das Regnitztal (ABSP 1992, S.27)
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UNTERSUCHUNGSRAUM
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3.2 Klimageographische Zuordnung
3.2.1 Niederschlag und Temperatur
Generell ist festzuhalten, dass das Klima Erlangens aufgrund seiner Lage im
Übergangsbereich zwischen maritimen und kontinentalen Klima im wesentlichen von
wechselnden Großwetterlagen bestimmt wird. W- und NW-Wetterlagen bringen den
maritimen Einfluss mit gemäßigten Temperaturen, hoher Luftfeuchte, starker Wolkenbildung
und folglich häufigen Niederschlägen. Dagegen zeichnet sich der kontinentale Einfluss der OWetterlagen durch allgemeine Trockenheit und hohen Temperaturen im Sommer und
niedrigen im Winter aus. In der regionalen Einstufung zählt Erlangen zum Klimabezirk
Mittelfranken, der zum größten Teil westlich der Regnitz relativ geringe Niederschläge
verzeichnet (<650mm pro Jahr), was in erster Linie auf die Lage im Mittelfränkischen Becken
zurückzuführen ist. Hinzu kommen im Untersuchungsraum die Trockenheit fördernden
Faktoren wie durchlässige Sandböden und die trockenen Winde aus Süd, Südost und Südwest.
Östlich der Regnitz nehmen die Niederschläge zu, da die Fränkische Alb Stauwirkung besitzt
und Steigungsregen verursacht. An der Erlanger Klimastation (GKK 49° 36‘ 58‘‘ N/ 11° 00‘
05‘‘ O) auf 270m NN werden im langjährigen Mittel (1951 – 1980) etwa 660mm/a gemessen.
Erlangen zählt aufgrund dieser niedrigen Niederschlagswerte zu den Trockengebieten
Bayerns (Jahresmittelwert 921mm).
Die Jahresmitteltemperatur beträgt im selben Zeitraum 8,5°C. Diese relativ hohe Temperatur
macht Erlangen zusammen mit den gemäßigten Niederschlägen zu einem klimatischen
Gunstgebiet.
3.2.2 Windverhältnisse
Die Hauptwindrichtungen in Erlangen sind West und Südwest, während die Winde aus Ost
und Südost nur als Schwachwinde auftreten und häufig mit einer thermisch stabilen
Schichtung
der
bodennahen
Atmosphäre
verbunden
sind.
Dies
liefert
optimale
Voraussetzungen für die Ausbildung der städtischen Wärmeinsel. Eine Abweichung von den
durchschnittlichen Windströmungen durch Bebauung, Relief und lokale Windsysteme
charakterisiert die Windverhältnisse der Stadt. So werden die Winde von Westen bereits
16
UNTERSUCHUNGSRAUM
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durch die Randhöhen und die Bebauung bei Büchenbach und Kriegenbrunn abgebremst.
Hinzu kommt eine Ablenkung der Luftmassen durch das Regnitztal, so dass im Süden der
Stadt hauptsächlich Winde aus südlicher Richtung wehen. Östlich der Regnitz herrschen
aufgrund der Leitwirkung des Burgbergs und des Schwabachtals Ost- und Südwestwinde vor
(ABSP 1992, S. 78).
3.3 Witterungsverlauf im Untersuchungszeitraum
Den monatlichen Witterungsreporten des Deutschen Wetterdienstes zufolge war der
Zeitraum, in dem die Messungen stattfanden, hauptsächlich wärmer gegenüber dem
langjährigen
Mittel
von
1961
-
1990.
Die
Temperaturverläufe
der
mittleren
Tagestemperaturen an der Klimastation Nürnberg Flughafen und an der Station ErlangenKlärwerk von Mitte Mai bis Ende September sind in Abbildung 4 dargestellt.
30,0
Erlangen
Nürnberg
Temperatur [°C]
25,0
20,0
15,0
10,0
28.09.
21.09.
14.09.
07.09.
31.08.
24.08.
17.08.
10.08.
03.08.
27.07.
20.07.
13.07.
06.07.
29.06.
22.06.
15.06.
08.06.
01.06.
25.05.
18.05.
5,0
Datum
Abb. 4: Temperaturverlauf während des Untersuchungszeitraums
Der Mai war allgemein zu warm, zu trocken und überdurchschnittlich sonnig. Die
Temperaturabweichung an der Klimastation Nürnberg vom 30-jährigen Mittel betrug 2,4K,
und die Niederschlagshöhe war um 67% geringer. Ab dem 25.05. kam es zu einem deutlichen
Temperaturanstieg auf über 20°C, hervorgerufen durch ein Hoch über den Britischen Inseln
17
UNTERSUCHUNGSRAUM
__________________________________________________________________________________________
und anschließende Westströmung mit gemäßigter kontinentaler Tropikluft. Ab dem 29.05.
zog sich der hohe Druck nach Südwesten zurück, und bis zur Mitte der dritten Junidekade
brachten westliche bis nordwestliche Strömungen im Wesentlichen maritime Polarluft nach
Deutschland. Diese sorgte für eine kühle, zum Teil regnerische Witterung, die die
Tagesmitteltemperaturen die 20°C-Marke nur ein Mal übersteigen ließ. Der Juni war
insgesamt mit unterdurchschnittlichem Sonnenschein zu kalt und überwiegend zu nass.
Ein Hoch über Mitteleuropa bescherte Deutschland im Anschluss daran mit kontinentaler
Tropikluft sommerliche Temperaturen. Die Hochdruckwetterlagen setzten sich, unterbrochen
von zwei Temperaturrückgängen Mitte Juli und Anfang August, bis Ende August fort und
bestimmten durch warme Luftmassen mit Tagesmitteltemperaturen über 20°C das Wetter. Mit
jeweils 15 Sommertagen und vier bzw. sieben heißen Tagen waren die beiden Monate im
langjährigen Vergleich zu warm, überwiegend zu trocken und sonnenscheinreich.
Am 15. bis 20.07. kam es durch einen Trog über Westeuropa zu immer wiederkehrenden
Luftmassenwechseln. Maritime Polarluft sorgte dabei für eine kühlere Zeitspanne, in der die
Temperatur kurzzeitig unter 20°C und am 16.07. sogar auf 12,4°C sinkt. Die zweite
Unterbrechung ist auf atlantische Tiefdruckgebiete zurückzuführen, die sich in einer
westlichen Strömung über Mitteleuropa ostwärts verlagerten. Einerseits gelangten mit ihnen
maritime Tropikluft, andererseits maritime Polarluft nach Deutschland, so dass warme und
kühle Abschnitte wechselten.
Ende August schloss sich eine Periode unbeständigen Wetters an. Zahlreiche Tiefdruckwirbel
über dem Atlantik zogen über Deutschland und brachten Niederschlagsfelder mit sich. Sie
ließen keine Erwärmung zu und prägten das Wettergeschehen bis zum Ende des
Untersuchungszeitraums. Der September war demnach mit 20 trüben Tagen durch niedrige
Temperaturen, vorwiegend zwischen 10°C und 15°C, und geringe Luftdruckunterschiede
gekennzeichnet.
18
UNTERSUCHUNGSRAUM
__________________________________________________________________________________________
3.4 Struktur und Siedlungsentwicklung Erlangens
Die Kernstadt Erlangen östlich der Regnitz setzt sich im wesentlichen aus der Altstadt und der
Neustadt zusammen. Das Altstadt wird 1361 von Kaiser Karl IV zur Stadt erklärt. Ihr
Zentrum ist der heutige Martin-Luther-Platz, um den sich damals ca. 40-45 Anwesen scharen.
Im Jahr 1706 fällt sie – durch den 30-jährigen Krieg ohnehin schon schwer geschädigt –
einem Brand zum Opfer, woraufhin sie in Anlehnung an den barocken Stil der Neustadt
wieder aufgebaut wird.
Die Neustadt entsteht ab 1686 durch die planmäßige Ansiedlung der französischen
Glaubensflüchtlinge durch Markgraf Christian Ernst und wird im Deutschland des 17.
Jahrhunderts aufgrund der streng geometrischen Anlage zum Inbegriff einer Planstadt, einer
Planstadt mit markanten, mikro- und mesoklimatisch bedeutsamen Merkmalen: Dazu gehören
in erster Linie natürlich die schachbrettartig angelegten Straßen, die hier in Erlangen grob in
Nord-Süd- und West-Ost-Richtung ausgerichtet sind. Bei den Straßen wechseln sich breitere
mit schmäleren ab und weisen im allgemeinen einen halboffenen Straßenabschluss auf (vgl.
z.B. Halbmondstraße), das heißt die Eckhäuser, die am Ende der Straße an einem Platz stehen,
sind niedriger als die übrigen. Somit wird unter anderem die Durchlüftung der Stadt
verbessert und die Aufheizung der Straßenschluchten etwas gemindert. Trotz dieses
offensichtlich positiven klimatischen Aspekts steht bei den Planern die Ästhetik im
Vordergrund. (Diese Bauweise vermittelt dem Betrachter den Eindruck, dass der Platz größer
sei.)
Wichtig ist auch die für das 19. und für weiter zurückliegende Jahrhunderte typische
Bauweise der Blockbebauung, die sich vor allem durch sehr hohe Bebauungs- und
Straßendichte und folglich extrem geringen Freiflächenanteil auszeichnet. Inmitten dieser
geschlossenen Bebauung liegen die zwei großen zentralen Plätze Schloßplatz und
Hugenottenplatz, die beide zu fast 100% versiegelt sind und allseits von Gebäuden
eingerahmt werden.
Schließlich ist die einheitliche Oberflächenstruktur der Hugenottenstadt zu nennen. Die
Häuser sind niedrig gehalten und bestehen meist nur aus einem Parterre, einem ersten
Obergeschoss und einem Satteldach, das in der Regel ausgebaut ist. Der Wind findet also nur
wenig Widerstand in hohen Gebäuden, so dass kaum Turbulenzen entstehen und keine
Luftdurchmischung stattfinden kann (s. Abb. 5).
19
UNTERSUCHUNGSRAUM
__________________________________________________________________________________________
Abb. 5: Der Einfluss von Gebäudehöhen auf den Wind (HÄCKEL, S. 331)
Im Jahr 1843 werden der Ludwig-Donau-Main-Kanal und die Bahnlinie Nürnberg-Bamberg
fertiggestellt. Diese Verkehrsachsen fördern – zusammen mit dem 1962 auf dem
zugeschütteten Ludwig-Donau-Main-Kanal entstandenen Frankenschnellweg und dem 1970
gebauten Main-Donau-Kanal – durch ihre Nord-Süd-Ausrichtung die Ablenkung der Winde
(s. Kapitel 3.2.2) und tragen ganz wesentlich zum Verlust der Durchlässigkeit in West-OstRichtung bei.
Sofort nach dem Ersten Weltkrieg erfährt Erlangen eine deutliche flächenbezogene
Ausdehnung durch die Eingemeindung von Sieglitzhof, Alterlangen, Büchenbach und Bruck
und ab 1920 durch die Neubauviertel Buckenhofer Siedlung, Stadtrandsiedlung und
Werksiedlung Bruck. Nach dem Zweiten Weltkrieg sorgt die nur geringfügige Zerstörung
Erlangens für einen weiteren Siedlungsboom: Es kommt zu ausgedehnten Stadterweiterungen
– im Westen bis zur Regnitz-Aue – mit Wohn-, Gewerbe- und Industriegebieten und vor
allem durch die Verwaltungsgebäude und Wohnsiedlungen, die bei der Niederlassung der
damaligen Siemens-Schuckert-Werke im Osten der Stadt entstehen. Die Gebietsreform 1972
bringt für Erlangen mit der Eingemeindung von sechs Dörfern den nächsten Flächen- und
Bevölkerungszuwachs, so dass sie bereits 1974 mit über 100.000 Einwohnern den Status einer
Großstadt erhält.
Im Zeitraum von 1950-1990 kommt es in Erlangen zu einer Verdreifachung der überbauten
Flächen (ABSP 1992, S. 16). Die anteilmäßige Flächenbilanz der verschiedenen
Nutzungsarten im Jahr 2000 scheint aber dennoch recht ausgewogen zu sein: Vom 77km2
großen Gemeindeareal umfasst die Siedlungsfläche rund 31km2 und steht damit in etwa im
Verhältnis 1:1 mit den Flächen von Grünland, Landwirtschaft, Naturschutz und Wasser
zusammen. Der Wald bedeckt die restlichen 17km2 (FNP), was 22% des Stadtgebiets
entspricht. Der Waldanteil in Erlangen liegt somit weit unter dem Landesdurchschnitt von
35% (ABSP 1992, S. 249), doch es werden davon immerhin 64% als Wald mit Klima-,
Immissions- und Lärmschutzfunktion (ABSP 1992, S. 250) ausgewiesen.
20
UNTERSUCHUNGSMETHODIK
__________________________________________________________________________________________
4 UNTERSUCHUNGSMETHODIK
Eine der wichtigsten Datengrundlagen für klimatologische Untersuchungen sind die an den
Wetterstationen des Deutschen Wetterdienstes gesammelten Messreihen. Es werden dort
kontinuierlich über viele Jahre hinweg die meteorologischen Elemente Temperatur, Strahlung,
Luftfeuchtigkeit, Niederschlag, Bewölkung, Wind und Luftdruck im Stundentakt erfasst und
ausgewertet. Die Messgeräte sind in der Regel so angebracht, dass sie möglichst ungestört
von menschlichen und technischen Einflüssen für das umgebende Großklima repräsentative
Daten liefern. Meistens sind dafür die Flughäfen prädestiniert, da sie relativ weit außerhalb
der Stadt liegen und somit nicht mehr in den Bereich der städtischen Wärme-Insel fallen. Die
Messreihen sollen makroklimatische
Beobachtungen widerspiegeln, um sie mit Werten
anderer Stationen vergleichen zu können.
Für meso- oder gar mikroklimatische Untersuchungen ist dieses Stationsnetz also nicht
geeignet, denn ein detailliertes Bild eines Raumes würde einen wesentlich höheren
instrumentellen Aufwand erfordern. Die Verdichtung oder Neu-Installation eines Messnetzes
kann zwar die Datengrundlage verbessern, doch selbst bei sehr guter Ausstattung mit Geräten,
finanziellen Mitteln und logistischen Möglichkeiten können kleinräumige Klimadifferenzen
nur unvollkommen erfasst werden.
In solchen Fällen greift die Methode der Messfahrten. Sie ist so alt wie die systematische
Erforschung des Stadtklimas selbst und wird angewandt, um ein flächenhaftes Zustandsbild
eines Untersuchungsgebiets zu erhalten. Dabei werden in kurzer Zeit an zahlreichen, dicht
aufeinanderfolgenden Punkten die nötigen Klimavariablen gemessen, indem ein Fahrzeug als
Träger für die Messinstrumente dient. Durch geeignete Reduktionsverfahren werden die
Messwerte im Anschluss synchronisiert, d.h. auf einen einzigen Messtermin rückgerechnet.
Die Datenerhebung im Rahmen dieser Diplomarbeit folgt einer Arbeitsmethode, die sich in
der Stadtklimaforschung bewährt hat (KRATZER 1956, S.2; ERIKSEN 1964, S.261). Dabei
werden an möglichst charakteristischen Standorten des Untersuchungsraums Messgeräte
aufgebaut und für einen bestimmten Zeitraum in Betrieb gehalten. Die Messreihen werden mit
den Daten der Wetterämter ergänzt und miteinander in Beziehung gesetzt. In diesem Fall
standen – neben den Wetterstationen des Deutschen Wetterdienstes am Flughafen Nürnberg
und Klärwerk Erlangen – fünf weitere Feststationen zur Verfügung, an denen die
Lufttemperatur und die relative Luftfeuchte erfasst werden konnten. Darüberhinaus werden an
21
__________________________________________________________________________________________
mindesten zwei, optimal aber drei Tagen mit charakteristischen austauscharmen Wetterlagen
Messfahrten unternommen. Auch hierfür waren die Voraussetzungen gegeben.
4.1 Geräte-Ausstattung
Die für die Diplomarbeit aufgestellten Thermohygrographen stammen von den Firmen THIES
und CAMBELL und werden in einer Höhe von zwei Metern über dem Grund montiert.
Die Fühler für Temperatur und relative Feuchte sind durch Lamellen vor mechanischer
Beschädigung, direkter Sonneneinstrahlung, Niederschlag und Spritzwasser geschützt, aber
dennoch gut durchlüftet. Die Daten werden im 10-Minuten-Takt registriert und auf RAMs in
den Datalogger-Gehäusen gespeichert. Diese sind – über ein Kabel mit den Messgebern
verbunden – in Hütten untergebracht und vor unbefugten Eingriffen gesichert. Im etwa 14tägigen bzw. 2-monatigen (bei den Cambell-Loggern) Rhythmus werden die Daten mittels
Laptop vom Datalogger abgelesen und auf Diskette gespeichert.
Die drei Handmessgeräte zeigen ebenfalls Lufttemperatur und relative Luftfeuchte an. Bei
ihrer Verwendung wird Wert darauf gelegt, dass die Fühler während der Messung vor der
Sonne abgeschirmt sind und dass stets auf ausreichend Abstand vom Körper der Messperson
geachtet
wird,
da
beide
Umstände
eine
erhöhte
Temperatur-
und
veränderte
Luftfeuchtigkeitsanzeige zur Folge hätten.
Mit dem zur Verfügung stehenden Schalen-Handwindmesser wird die Windgeschwindigkeit
in m/s, aber nicht die Windrichtung ermittelt.
4.2 Stationäre Messungen
Da die Datalogger einen ersten Überblick über die klimatische Situation in Erlangen geben
sollten, wurden sie möglichst so über das Stadtgebiet verteilt, dass die für Erlangen
charakteristischen Gegebenheiten abgedeckt waren. So fiel die Auswahl der Standorte zum
einen auf die Innenstadt mit dichter Bebauung, hohem Versiegelungsgrad und wenig
Vegetation. Bei Anke und Hans Jentsch (Logger A) in der Kuttlerstraße 7 waren all diese
Bedingungen erfüllt (s. Abb. 6). Als nächstes wählte man einen Punkt in der offenen
Bebauung mit einem höheren Anteil an Grünflächen und Gärten, der noch etwa auf gleicher
22
__________________________________________________________________________________________
Höhe mit dem Stadtzentrum lag. Hier stellte Familie Welß (Logger B) ihren Garten in der
Hindenburgstraße 5c zur Verfügung (s. Abb. 7).
Abb. 6: Logger A – Innenstadt
Abb. 7: Logger B – Offene Bebauung
Die anderen Standorte sollten am Stadtrand liegen. Der eine wurde bei Herrn Professor
Krüger (Logger C) Im Heuschlag 12 in Sieglitzhof platziert (s. Abb. 8), um die für den
Erlanger Norden und Osten typische Waldnähe und gleichzeitig den Reliefeinfluss zu prüfen.
Die letzten beiden Messgeräte (Logger D1 und D2) wurden dagegen auf dem Grundstück der
Familie Dörfler in Bruck im Westen der Stadt aufgestellt (s. Abb. 9).
Abb. 8: Logger C – Stadtrand Nordost
Abb. 9: Logger D – Stadtrand Südwest
23
__________________________________________________________________________________________
Hier fiel neben der Lage am Stadtrand (Ahornweg 42) vor allem die Sonderlage am Kanal ins
Gewicht. Der eine Messfühler (Logger D1) wurde dabei etwa 5m von der Straße weg mitten
in der Wiese aufgerichtet und erhielt keinerlei Beschattung durch Gebäude oder Bäume. Er
stand weniger windgeschützt als Logger D2. Dieser, ca. 10m weiter, wurde von drei Seiten
von Bäumen, Gebüsch, Haus und einem Holzstapel eingerahmt. Trotzdem hielt sich die
Beschattung am Nachmittag in Grenzen.
Die genaue Lage und die Bezeichnung der Messgeräte ist in Abbildung 10 bzw. Tabelle 3
dargestellt.
Abb. 10: Übersicht über Lage der Messgeräte und Verlauf der Profile 1 bis 3
24
__________________________________________________________________________________________
Tab. 3: Standorte der Messgeräte
Standort
Logger A
Kuttlerstr. 7 (lockere Bebauung)
Logger B
Hindenburgstr. 5c (Innenstadt)
Logger C
Im Heuschlag 12 (Sieglitzhof/ Stadtrand)
Logger D1
Ahornweg 42 (Bruck/ Stadtrand)
Logger D2
Ahornweg 42 (Bruck/ Stadtrand)
Obwohl für mikroklimatische Messungen bestimmte Kriterien gelten, werden diese nur zum
Teil erfüllt: Die Messhöhe beträgt jeweils 2m ü.G.; die Fühler sind – wie in Kapitel 4.1
erwähnt – vor direkter Sonneneinstrahlung, Niederschlag und Spritzwasser geschützt; die
ordentliche Durchlüftung der Messfühler ist gewährleistet.
Da jedoch die Priorität der Untersuchungen auf der Darstellung des Charakteristikums des
jeweiligen Standorts liegt, kann der Forderung nach einem Mindestabstand von Hauswänden,
Bäumen und sonstigen Hindernissen (ERIKSEN 1985, S. 17) nur teilweise nachgekommen
werden. Beim Standort B beispielsweise ist der Effekt der Wände (Wärmespeicherung)
durchaus erwünscht – befindet er sich doch in der Innenstadt. Hinzu kommt Platzmangel im
Hof, weshalb hier die Distanz zum Gemäuer nur maximal 1,5m beträgt.
Die Thermohygrographen A und C konnten am 10.05.2001 in Betrieb genommen werden. Die
Aufstellung des Loggers B verzögerte sich um einige Tage, so dass er erst ab dem 18.05.2001
an seinem Standort angebracht war. Die beiden Logger D waren erst am 06.06.2001
betriebsbereit.
Bis zum Ende des vorgesehenen Messzeitraums am 28.09.2001 liefen alle Geräte ohne
Unterbrechung, Störung oder Datenverlust – mit Ausnahme des Loggers D 2, der ab dem 23.
September definitiv fehlerhafte Luftfeuchtewerte lieferte. Möglicherweise funktionierte der
Hygrometer bereits ab Mitte August nicht mehr einwandfrei, doch lässt sich dies nicht mit
Sicherheit sagen.
25
__________________________________________________________________________________________
4.3 Mobile Messungen
Um das Stadtklima vor allem im Innenstadtbereich näher zu differenzieren, wurden mit den
Handmessgeräten in vier Nächten und an einem Tag (s. Tab. 4) Messfahrten mit dem Fahrrad
unternommen. Da es sich um drei Routen handelt, die quer durch das Stadtgebiet führen und
alle gleichzeitig abgefahren werden sollten, halfen die Kommilitonen vom Kurs "Geoökologie
II: Stadtklima" unter der Leitung von Cyrus Samimi. Die Routen waren so gewählt worden,
dass möglichst alle Stadtviertel durchlaufen wurden. Dabei wurden Parks, Grünanlagen,
Gewässer und Wald ebenso berücksichtigt wie Bereiche mit besonders hohem oder besonders
niedrigem Versiegelungsgrad. Es wurde außerdem darauf geachtet, dass die Punkte
einigermaßen gleichmäßig auf der gesamten Strecke verteilt waren.
So führte die erste Route von Spardorf über Sieglitzhof und Innenstadt bis hinter Büchenbach.
Die zweite Tour ging von Buckenhof über die Bezirke Röthelheim und Sebaldus nach
Frauenaurach. Die letzte Strecke war Nord-Süd ausgerichtet vom Rathsberg nach Tennenlohe
(s. Abb. 10).
Zu Vergleichszwecken sollte nach dem letzten Messpunkt noch einmal die erste Station am
Beginn der Routen angefahren werden; deshalb dauerten die Fahrten mit jeweils ca. 30
Messpunkten zwischen drei und vier Stunden, so dass gegen 1:30 Uhr begonnen werden
musste zu messen, um noch vor Sonnenaufgang fertig zu werden und somit das
Temperaturminimum des Tages zu erfassen. Jede Route wurde von einer Gruppe aus zwei
Personen gefahren, die mit den Handgeräten in ca. 2m Höhe Temperatur und relative Feuchte,
ggf. auch die Windstärke aufnahmen.
Durch weitere, kleinere Mobilmessungen (Profile a - e) sollte die stadtklimatologische
Wirksamkeit von Park- und Rasenanlagen, versiegelten Plätzen und Brunnen ermittelt
werden. Dazu wurden sechs Detailprofile im Stadtkern gelegt: vier davon verliefen durch den
Schlossgarten bis auf die jeweils angrenzende Straße bzw. Platz (s. Abb. 11). Die Messpunkte
waren sowohl auf Rasenflächen mit und ohne Baumbestand und im dichten Baumbestand mit
Strauch- und Krautunterwuchs, als auch in Gebäudenähe, auf Straßenzügen, und bei Brunnen
verteilt. In Vorarbeit wurde der Schlossgarten hierfür kartiert, und zwar in Abhängigkeit von
den Vegetationsstrukturen, die wiederum von Wuchshöhe, Dichte und eventuell ausgebildeten
Schichten bestimmt wurden. Verzeichnet wurden natürlich auch Wege, Gebäude, diverse
Denkmäler und Brunnen (s. Anhang, S. 120).
26
__________________________________________________________________________________________
Das fünfte Kleinprofil querte den Altstädter Kirchenplatz und den gesamten Theaterplatz.
Auch hier fielen die Messstellen auf charakteristische Punkte wie beispielsweise
Brunnennähe, Platzmitte, Grünanlage, Parkplatz (s. Abb. 12), ebenso wie bei Strecke f vom
Langemarckplatz bis zum Neuen Markt/ Rathausplatz (s. Abb. 13).
Abb. 11: Profile a – d (Schlossgarten)
Abb. 12: Profil e (Altstädter Kirchenplatz - Theaterplatz)
27
__________________________________________________________________________________________
Abb. 13: Profil f (Langemarckplatz - Rathausplatz)
Die Detailmessungen fanden zu drei festgelegten Zeiten am Tag statt: in der Früh kurz vor
Sonnenaufgang, nachmittags um 14:00 Uhr während des Einstrahlungsmaximums und in den
Abendstunden um 21:00 Uhr. Insgesamt konnten die Detailmessungen an vier Tagen
durchgeführt werden (s. Tab. 4).
Tab. 4: Übersicht über die Messtermine
Profil 1
Profil 2
Profil 3
Profile a - d
Profil e
Profil f
Spardorf –
Büchenbach
Buckenhof –
Frauenaurach
Rathsberg –
Tennenlohe
Schlossgarten
Altst. Kirch-/
Theaterplatz
Langemarck-/
Rathausplatz
22.05.
nachts
nachts
nachts
20.06.
____
____
____
24.06.
nachts
nachts
nachts
25.06.
nachts, tags
nachts, tags
nachts, tags
26.06.
nachts
nachts
nachts
Prinzipiell
fanden
alle
mobilen
morgens,
morgens,
mittags, abends mittags, abends
____
mittags, abends
morgens,
morgens,
morgens,
mittags, abends
____
____
____
Messungen
bei
sommerlichen
mittags, abends
austauscharmen
Hochdruckwetterlagen statt, die sich aus synoptisch-meteorologischen Gründen durch geringe
Bewölkung, sehr kleine Windstärken bis hin zur Windruhe und dominierenden
Strahlungseinfluss auszeichnen. Von besonderer Wichtigkeit ist in solchen Fällen die
Windstille, da nach entsprechenden meteorologischen Regeln der Austausch etwa linear mit
der Windgeschwindigkeit wächst (FRANKE/ WEISCHET et al. 1977, S. 41). Bei der
Festlegung der Termine, was aus organisatorischen Gründen immer zwei bis drei Tage vorher
geschah, musste man sich hauptsächlich auf die Wettervorhersagen des DWD und anderer
meteorologischer Internetseiten verlassen. Dabei konnte es passieren, dass sich vor allem der
Wind während der Messphase nicht so optimal verhielt wie ursprünglich prophezeit worden
war. Absolute Windstille von 0-0,2m/s waren nur bei den Nacht-, Früh- und Abendmessungen
der Fall. Die Nachmittagsmessungen wiesen generell etwas höhere Windstärken auf, die aber
das für stadtklimatologische Messungen zulässige Maximum von 2m/s nur selten und dann
28
__________________________________________________________________________________________
lediglich geringfügig überstiegen. Betrachtet man die Windstärken-Einteilung bei JUNGFER
und LAMBERT (1985, S. 42), die bei der Windstärke 3 (1,6 - 3,3m/s) von einer leichten Brise
sprechen, bei der der Wind im Gesicht spürbar wird und leichte Wimpel und Blätter zeitweilig
hebt, so kann man die Überschreitungen der 14:00-Termine, die höchstens bei 0,2m/s lagen,
vernachlässigen.
Es wurden also keine wirklichen Extremtage erfasst, bei denen infolge totaler Windstille
sogar in den Nachmittagsstunden bei maximalen Energieumsetzungen und minimalem
Austausch größtmögliche Unterschiede zwischen den Standorten hätten auftreten können. Da
diese Wettersituation in Erlangen jedoch nur selten auftritt, entsprechen die ausgewählten
Tage eher dem normalen sommerlichen Wetterzustand. Dieser Umstand ermöglichte es, dass
die in dieser Arbeit niedergelegten Daten als "Mittelwerte" aufgefasst und die Ergebnisse der
Untersuchungen auf einen wesentlich größeren Zeitraum übertragen werden können.
4.4 Prinzipielle Auswertung
4.4.1 Datennormierung
Der erste Schritt, der schon vor Beginn der Messphase gemacht werden musste, um die Daten
nachher miteinander vergleichen zu können, bestand im Eichen und Abgleichen der Geräte.
Die Handgeräte wurden hierzu einigen Testläufen bei unterschiedlichen Witterungs- und
Laborbedingungen ausgesetzt, wobei man versuchte, eine möglichst große Temperaturspanne
abzudecken (von den im Sommer zu erwartenden Minimum- bis zu den Maximumwerten). Es
stellte sich heraus, dass die Temperaturanzeige aller drei Handgeräte absolut gleich war,
sowohl bei sehr kleinen, als auch bei mittleren und hohen Temperaturen. Die Geräte stellten
sich jedoch unterschiedlich schnell auf ihre Umgebungstemperatur ein, weshalb später bei den
Messfahrten immer betont wurde, lange genug zu warten, bevor ein konkreter Wert notiert
wurde. Auch die Anzeigen der relativen Feuchte korrelierten sehr gut. Die höchsten
Abweichungen betrugen lediglich 1,8%. Bei den Handgeräten bedurfte es also keiner
Abstimmung untereinander.
Anders bei den Dataloggern. Während die beiden Cambell-Logger exakt mit den Handgeräten
in Einklang gebracht werden konnten, mussten die Thies-Logger aufgrund großer
Abweichungen voneinander vor allem bei den Feuchte-Messungen eingeschickt und von der
29
__________________________________________________________________________________________
Firma Thies geeicht werden. Doch selbst nach dreimaliger Rücksendung liefen die Geräte
nicht parallel und mussten mit entsprechenden Regressionsgleichungen in Beziehung
zueinander gesetzt werden.
Ziel war es, mit Hilfe einer Gleichung den Fehler zwischen den drei Geräten zu eliminieren,
indem die Daten von zwei Loggern auf einen Basislogger umgerechnet wurden. Bei der Wahl
des Basisloggers half das "R2", das Maß für die Irrtumswahrscheinlichkeit. Je näher dies am
Wert 1 liegt, desto wahrscheinlicher ist es, dass die gesamte Streuung der Punkte durch diese
Regressionsgerade erklärt wird. Die besten R2-Werte, sowohl bei der Temperatur als auch bei
der relativen Feuchte, ergaben sich bei Logger B als Basislogger.
Vor Aufstellung der Messstationen wurden sie noch nach demselben Prinzip mit den
Handgeräten abgeglichen. Nachdem nun die guten Ergebnisse der Umrechnung der
Loggerdaten auf Logger B vorlagen, diente dieser auch als Basis für die Handgeräte. Denn
um eine echte Vergleichbarkeit aller Daten zu erlangen, müssen sie einheitlich auf einen
Geber normiert werden.
Mit folgenden Gleichungen wurden in Zukunft alle Daten der Logger A, C, D1 und D2 auf
Logger B normiert.
y = 0,9262x + 1,754; R2 = 0,9465
→ Logger A zu B (Temperatur)
y = 0,9107x + 2,0826; R2 = 0,9417 → Logger C zu B (Temperatur)
y = 0,9841x – 0,0392; R2 = 0,9568 → Logger D1 und D2 zu B (Temperatur)
y = 0,9061x + 3,8077; R2 = 0,8456 → Logger B zu B (Feuchte)
y = 0,8829x + 5,767; R2 = 0,9426
→ Logger C zu B (Feuchte)
y = 1,0466x + 2,5178; R2 = 0,9039 → Logger D1 und D2 zu B (Feuchte)
Da die Handgeräte parallel liefen, reichte bei ihnen jeweils eine Regressionsgleichung aus:
y = 0,9841x – 0,0392; R2 = 0,9568 → Handgeräte zu B (Temperatur)
y = 1,0466x + 2,5178; R2 = 0,9039 → Handgeräte zu B (Feuchte)
30
__________________________________________________________________________________________
4.4.2 Problemfall relative Luftfeuchtigkeit
Erst später, als ein größerer Datensatz vorhanden war, ergab sich bei der Umrechnung der
Daten das Problem, dass die relative Feuchte nach der Normierung in seltenen Fällen knapp
über 100% lag. Der Grund dafür liegt wahrscheinlich an der Wahl des Basisloggers.
Anschließende Versuche haben gezeigt, dass keine derartigen Überschreitungen der 100%Marke bei einer Umrechnung der Feuchte auf Logger A oder C auftraten. Vergleicht man
jedoch die Bestimmtheitsmaße für Temperatur und relative Feuchte dieser drei BasisMöglichkeiten, so lieferte Logger B als Bezugsgerät mit der anfangs vorhandenen
Datenmenge insgesamt die besten Ergebnisse.
4.4.3 Mittelwertbildung
Aus den Thermohygrographen-Aufzeichnungen der Monate Mai bis September wurden für
jeden Parameter ein 24-Stunden-Mittel errechnet. Die Tagesmittel der Lufttemperatur (T)
wurden nach der Formel
T = (T7 + T14 + 2* T21) / 4
und die der relativen Luftfeuchtigkeit (F) nach der Formel
F = (F7 + F14 + F21) / 3
ermittelt, da diese Formeln den Auswertevorschriften des Deutschen Wetterdienstes
entsprechen. Die Zahlen 7, 14 und 21 hinter den Temperatur- und Feuchtevariablen bedeuten
die Uhrzeit der Ablesung.
Ein Vergleich dieser täglichen Temperaturmittelwerte mit denen, die aus allen 10-MinutenWerten des Tages errechnet wurden am Beispiel des Monats Juni, ergab, dass letztere in rund
74% der Fälle mit durchschnittlich nur 0,8K niedriger waren. Die mit Abstand größte
Abweichung betrug 2,4K, gemessen am 20.6. am Logger D2.
Allgemein ist eine gute Annäherung der beiden Methoden gegeben; trotzdem werden im
Folgenden die Vorschriften des DWD befolgt.
31
__________________________________________________________________________________________
4.4.4 Berechnung von Minimum- und Maximumtemperatur
Ein
weiterer
wichtiger
Schritt
lag
in
der
Ermittlung
der
Minimum-
bzw.
Maximumtemperaturen der Messfahrten, d.h. die Werte der mobilen Messungen wurden
jeweils auf einen einzigen Zeitpunkt zurückgerechnet, um die noch wärmeren bzw. kühleren
Phasen während der Messdauer herauszufiltern. Diese charakteristischen Momente sind
-
bei den Nacht- und Frühmessungen der Augenblick der größten Abkühlung (kurz vor
Sonnenaufgang), da in diesem Moment der Einfluss der Bebauung oder Ähnlichem im
räumlichen Vergleich am genauesten sichtbar wird,
-
bei den Nachmittagsmessungen der Zeitraum des Einstrahlungsmaximums bzw. der
Messtermin 14:00 Uhr
-
und bei den Abendmessungen die Phase des Sonnenuntergangs.
In Excel wurde dann mit den Daten eines Referenzloggers vom Beginn der Messfahrt bis zu
diesem Zeitpunkt beispielsweise eine Abkühlungsregression erstellt (s. Abb. 14).
Temperaturunterschied [K]
3,5
3,0
2,5
y = -0,0114x + 3,047
R2 = 0,9735
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0
60
120
180
240
300
Zeit [min]
Abb. 14: Abkühlungsregression
Der Referenzlogger wurde nach folgendem Gesichtspunkt ausgewählt: Er sollte nach
Möglichkeit das Umlandklima repräsentieren, das in der Regel kühler ist als in der Stadt und
somit auch einen niedrigeren Wert zum kühlsten Zeitpunkt zeigt. Dadurch ist garantiert, dass
bei der Umrechnung der Messfahrtdaten auf diesen Zeitpunkt eine eventuelle Überwärmung
der bebauten Flächen deutlich zum Vorschein kommt. Die Wahl fiel auf Logger B –
32
__________________________________________________________________________________________
unabhängig von seiner Rolle als Basislogger bei der Normierung der Daten –, obwohl er
weder im Umland noch am Stadtrand stand. Dennoch lieferte er ebenso wie der Logger D2 in
Bruck mit durchschnittlich 11,0°C während des Untersuchungszeitraums die tiefsten
Minimumtemperaturen und auch, anders als Logger D2, die im Mittel niedrigeren
Maximumtemperaturen (s. Tab. 5). Damit war er prädestiniert als Referenzlogger.
Tab. 5: Mittelwerte der Lufttemperatur an den Dataloggern während des
Untersuchungszeitraums
Station
Tagesmittel [°C]
Tagesmaximum [°C]
Tagesminimum [°C]
Tagesamplitude [°C]
B
16,7
21,5
11,0
10,5
D2
17,2
23,1
11,0
12,1
Die Profildaten von den Handgeräten wurden dann – selbstverständlich in normierter Form –
mit dieser Abkühlungsregressionsgleichung verrechnet (vgl. NAGL 1997):
Tmin = Takt – (a * ∆x + b)
mit
Tmin = Minimumtemperatur der Nacht an einem bestimmten Standort [°C]
Takt = am Standort gemessene, bereits normierte Temperatur [°C]
a
= Steigung aus der Abkühlungsregression
∆x = Differenz aus Zeitpunkt des Messbeginns am Referenzlogger und
aktuellem Messzeitpunkt am Profilstandort [min]
b
= y-Achsenabschnitt aus der Abkühlungsregression
Ein Korrekturfaktor k wie bei SCHÜTTLÖFFEL (1999, S. 97) ist hier nicht erforderlich, da
die Daten bereits vorher aufeinander abgestimmt worden waren.
Nach gleichem Prinzip funktionierte auch die Umrechnung auf die Maximum- bzw.
Abendwerte der anderen mobilen Messungen, sowohl bei der Lufttemperatur als auch bei der
relativen Luftfeuchtigkeit.
33
__________________________________________________________________________________________
4.4.5 Datenstandardisierung
Um die einzelnen Messungen an verschiedenen Tagen bzw. Nächten bezüglich gleicher
Minimumtemperatur an den Standorten trotz unterschiedlicher Bedingungen miteinander
richtig vergleichen zu können, ist eine Standardisierung der Daten vorzunehmen. Bei dieser
Standardisierung wird für die betreffende Variable, beispielsweise die Minimumtemperatur
pro Nacht und pro Profil, von jedem ihrer Variablenwerte das arithmetische Mittel subtrahiert
und diese Differenz durch die Standardabweichung dividiert nach der Gleichung:
zi = (xi-µ)/δ
mit
zi = standardisierter Wert der Tmin am Messpunkt i
xi = Tmin am Messpunkt i
µ = Tmin-Mittelwert des Profils in einer Nacht
δ = Tmin-Standardabweichung des Profils in einer Nacht
Der Vorteil der standardisierten Werte besteht darin, dass ursprünglich unterschiedliche
Verteilungen nach der Transformation gleiche Verteilungskennwerte in Bezug auf die
zentrale Tendenz und die Variabilität haben, da sich jeweils die arithmetischen Mittel zum
Wert "0" und die Standardabweichung zum Wert "1" errechnen. Kurz gesagt können nun
beispielsweise die drei nächtlichen Profilmessfahrten unabhängig von den jeweiligen
Wetterlagen und Temperaturen miteinander verglichen und optisch ausgewertet werden.
Mit Hilfe von Mittelwertbildungen und Klassifzierungen konnten die Aufzeichnungen auch
im Programm SPSS am Computer statistisch ausgewertet werden. Erklärungen werden in den
entsprechenden Kapiteln gegeben.
34
LOGGERSTANDORT - CHARAKTERISIERUNG
__________________________________________________________________________________________
5 LOGGERSTANDORT - CHARAKTERISIERUNG
Die fünf verschiedenen Standorte der Datalogger lassen ein differenziertes Bild vom Klima
Erlangens erwarten. In der Tat sind die Unterschiede der Ergebnisse zum Teil erheblich (zu
den Ergebnissen der statistischen Tests s. Anhang, S. 104f).
5.1 Temperaturverhältnisse
Standort: Innenstadt/ Logger A
Vergleicht man die durchschnittlichen Tagesmitteltemperaturen des Zeitraums 18.5.-28.9. (s.
Tab. 6), so ist der Standort Innenstadt mit 18,6°C am wärmsten. Die mittlere Abweichung der
Standorte am Stadtrand beträgt 1,3K und der in der offenen Bebauung sogar 1,9K. Auch die
Maximumwerte liegen im Zentrum durchschnittlich um 1,1K höher, ebenso wie die
nächtlichen Minimumwerte, die im Mittel 2,5K abweichen.
Tab. 6: Mittelwerte der Lufttemperatur
Station
Tagesmittel [°C]
Tagesmaximum [°C]
Tagesminimum [°C]
Tagesamplitude [K]
A
18,6
23,6
13,9
9,6
B
16,7
21,5
11,0
10,5
C
17,3
22,5
11,9
10,6
D1
17,5
22,9
11,7
11,2
D2
17,2
23,1
11,0
12,1
Die relativ kleine Amplitude der Lufttemperatur im Stadtinnern lässt sich mit der verzögerten
Erwärmung und der Wärmespeicherung durch die Bausubstanz erklären. Die Sonnenstrahlung
erreicht erst in den späten Vormittagsstunden den Boden der Straßenzüge und Höfe, weshalb
sich die Luft nach Sonnenaufgang im Stadtinneren langsamer erwärmt als auf offener Fläche
wie beispielsweise am Flughafen Nürnberg, wo die Lufttemperatur in der Zeit von 8:00-14:00
Uhr um durchschnittlich 0,9K stärker ansteigt als in Erlangen-Zentrum. (Leider ist kein
direkter Vergleich der DWD-Daten mit den Loggerdaten möglich, da bei ersteren nur drei
Messtermine pro Tag zur Verfügung standen, die nicht ohne weiteres mit den Extrema
35
__________________________________________________________________________________________
gleichgesetzt werden können. Zudem registrieren die Geräte mit unterschiedlichen
Messgenauigkeiten und einer unbekannten Abweichung voneinander.)
Die in der Regel höheren Maximumwerte (s. Abb. 15) und die in den Vormittags- und
Abendstunden vergleichsweise nur sehr flach ansteigende bzw. abfallende Kurve des
Tagesgangs am Logger A (s. Abb. 16) sind auf den Einfluss der Bebauung zurückzuführen.
40,0
A
B
C
D1
D2
Temperatur [°C]
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
14.5.01
3.6.01
23.6.01
13.7.01
2.8.01
22.8.01
11.9.01
1.10.01
Datum
Abb. 15: Maximumwerte aller Logger von Mai bis September 2001
35,0
A
B
C
D1
Temperatur [°C]
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
Uhrzeit
Abb. 16: Tagesgang der Temperatur am 6.7.01 an den Loggern A, B, C und D1
Durch die Verwendung von Materialien wie Pflastersteine, Ziegel, Beton und Asphalt, die
eine hohe Albedo und gute Wärmespeicherfähigkeit besitzen, werden die Wärmeleitungs-,
Wärmespeicherungs- und Strahlungseigenschaften des Untergrundes verändert. Die
einfallende kurzwellige Strahlung wird zum größten Teil absorbiert, nicht reflektiert, und
aufgrund des hohen thermischen Speichervermögens der meisten Baustoffe lange als Wärme
36
__________________________________________________________________________________________
gespeichert. Die Konsequenz dieses Wärmereservoirs ist eine Wärmeübertragung an die Luft
bis in die Nachtstunden, so dass kältere Luft auf diese Weise aufgeheizt wird und dies folglich
zu relativ hohen Minimumtemperaturen im Zentrum führt. Hinzu kommt, dass sich die
gegenseitig durch langwellige Wärmeabstrahlung und durch Mehrfachreflexionen an den
Hauswänden (vgl. Abb. 1) bestrahlenden Gebäudemauern eine rasche Wärmeabstrahlung
verhindern.
Die festgestellten Temperaturdifferenzen stehen im Einklang mit den Beobachtungen von
GEIGER (1961, S. 26), nach denen die effektive nächtliche Ausstrahlung von Straßen, die so
breit sind wie die sie umgebenden Gebäude hoch, nur 45% der Ausstrahlung einer
ungestörten, ebenen Fläche beträgt.
Mit der dichten Bebauung in der Innenstadt geht außerdem die starke Bodenversiegelung
einher und mit ihr der Rückgang der Oberflächenfeuchte und der Verdunstung, die eine
"schadlose" Wärmeabfuhr in Form von latenter Energie bewirkt. Folge ist die Erwärmung der
Luft.
Ein weiterer Punkt, wie eine geschlossene, uniforme Bauweise – repräsentiert durch den
Standort A – eine allgemeine Erhöhung der Lufttemperatur bewirkt, ist die Abnahme der
strömungstechnischen Rauhigkeit des Bodens (FRANKE/ GERTIS 1977, S. 90). Dadurch
dass das Zentrum Erlangens eine relativ gleichmäßige Bebauungshöhe aufweist (vgl. Kapitel
3.4), bilden sich keine Turbulenzen aus und eventuell vom Umland einfließende Kalt- und
Frischluftströme können kaum eine Abkühlung der erhitzten Luft im Stadtinneren nach sich
ziehen, was vor allem bei autochthonen Wetterlagen, also an strahlungsreichen, windarmen
Tagen zu einem extremen Anstieg der Lufttemperatur kommen kann.
Standort: Offene Bebauung/ Logger B
Im Schnitt am kältesten scheint es mit 16,7°C am Standort B zu sein. Der Logger B steht
inmitten lockerer moderner Reihen- und Einzelhausbebauung, in der der Freiflächenanteil laut
ABSP (1992, S. 186) bei rund 50% liegt. Hier im Bereich der Hindenburg- und
Löwenichstraße ist der Grünflächen- und Gartenanteil neben dem im Villenviertel am
Burgberg am größten und insofern von Bedeutung, dass Vegetation wie Rasen- bzw. Strauchoder Baumanlagen wegen der Beschattungs- und Verdunstungsvorgänge in Bodennähe eine
angenehm kühle Atmosphäre schaffen. Die Temperaturen liegen hier im Mittel zwischen
0,7K und 3,6K unter denen in der Innenstadt. Die Differenzen der Mittelwerte betragen für
die einzelnen Monate
37
__________________________________________________________________________________________
-
Mai
2,1K
-
Juni
1,7K
-
Juli
1,7K
-
August
2,0K
-
September
2,0K
Auffällig ist, dass das Tagesminimum früher erreicht wird als im dicht bebauten Gebiet (s.
Abb. 17).
35,0
A
B
Temperatur [°C]
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
Uhrzeit
Abb. 17: Tagesgang der Temperatur am 6.7.01 an den Loggern A und B
Die Luft kühlt sich während des Abends und der Nacht vergleichsweise rasch ab, nicht zuletzt
unterstützt durch die Tatsache, dass die Gärten regelmäßig gegossen und mitunter auch
gesprengt werden. Die somit vorhandene Feuchte ermöglicht durch Verdunstung eine höhere
Wärmeabfuhr. Erwähnenswert ist wohl auch die Dichte und die Struktur der vorherrschenden
Flora. Es handelt sich durchgehend – auch in der Nachbarschaft – um lockere Bepflanzung
mit niedrigen Büschen, einigen Blumenbeeten, jungen, knapp 2m hohen Bäumen und einem
Großteil Rasen. Die Grenzen zu
den Nachbargrundstücken sind auf ideale Art mit
winddurchlässigen, großmaschigen Drahtzäunen oder auch mit bereits großen, alten Bäumen,
deren Belaubung erst in einer geschätzten Höhe von 5m beginnt, gesetzt. Diese
abwechslungsreiche, aufgelockerte, überwiegend niedrige Vegetation führt dazu, dass
horizontale Luftströmungen verwirbeln und sich kleinräumige Zirkulationen entwickeln
können.
38
__________________________________________________________________________________________
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass die Nähe der Schwabach hier nur sehr wenig bis
gar keinen Einfluss hat: Der Antrieb zum Transport der dort gebildeten Kaltluft erfolgt in
topographisch ebenem Gelände hauptsächlich thermisch oder bei vorhandenem Relief – wie
in diesem Fall – gravitativ. Der Standort des Loggers B befindet sich sowohl oberhalb der
Schwabachtalsohle, die dazu mit dichtem (Nadel-) Baumbestand zu dieser Seite hin
abgeschirmt wird, als auch hinter einer Reihe von Einzel- und Doppelhäusern. Man muss
folglich davon ausgehen, dass er insgesamt außerhalb direkter Reichweite des SchwabachEinflusses wie auch der schwachen Kaltluftflüsse liegt, die von den zum Teil bewaldeten
Hängen des Burgbergs und Meilwalds in das Schwabachtal strömen (ABSP 1992) und sich
dort aufgrund der Senkenlage nicht bis in das Wohnviertel Hindenburg-/ Löwenichstraße
ausbreiten (vgl. Kapitel 6.1.3).
Entgegen den Erwartungen zeigt Logger B – wie die anderen Standorte am Stadtrand auch –
das Maximum der Lufttemperatur zeitlich nach hinten versetzt an verglichen mit Logger A in
der Innenstadt. Dass die Spitzen der Kurven dort weniger prägnant sind und der Tagesgang
generell ausgeglichener ist, könnte ein Indiz für ein höheres Maß an Durchlüftung,
Verdunstung und Beschattung sein.
Standort: Stadtrand Nordost/ Logger C
Der Standort C nimmt eine Art Zwischenstellung ein: Die Tageshöchstwerte liegen mit
gemittelten 22,5°C 1K höher als in der lockeren Bebauung und 1,1K niedriger als in der
Innenstadt, während die Minima 0,9K mehr als an Logger B und 2K weniger als an Logger A
betragen. Durch die Lage am Stadtrand (Sieglitzhof) mit geringerem Versiegelungsgrad,
aufgelockerter Bauweise und einem höheren Anteil an Grünflächen und Vegetation ist auf
jeden Fall eine kühlere Atmosphäre zu erwarten als im Zentrum.
Ein Grund, dass der Standort C trotz seiner Lage in Umlandnähe wärmer ist als der Standort B
(s. Abb. 18), kann an der dämpfenden Wirkung des angrenzenden Meilwaldes liegen (s. dazu
Kapitel 6.3 Klimaklasse 1 und 6). Dafür sprechen die im Mittel höheren nächtlichen
Temperaturwerte, denn Wälder sind für die Kaltluftzufuhr in überhitzte Städte von
geringerem Wert als beispielsweise Grünflächen (KIESE 1988, S. 70): Die Luft im
Stammraum wird durch das Blätterdach vor Ausstrahlung geschützt, so dass nachts die
Strahlungsbilanz gleich Null ist. Einmal unterhalb des Kronenraums eingedrungene Luft hat
keine Möglichkeit mehr, weiterhin Wärme abzugeben.
39
__________________________________________________________________________________________
35,0
B
C
Temperatur [°C]
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
00:00
06:00
12:00
18:00
00:00
Uhrzeit
Abb. 18: Tagesgang der Temperatur am 6.7.01 an den Loggern B und C
Standort: Stadtrand Südwest/ Logger D1 und D2
Ähnliche klimatische Verhältnisse wie am Standort C herrschen auch am Stadtrand in Bruck
(s. Abb. 19). Die mittlere Lufttemperatur liegt mit 17,5°C bzw. 17,2°C in derselben
Größenordnung. Dabei zeigen statistische Tests, dass sich nur die Temperaturmittel der
Standorte C und D1 mit 73%-iger Sicherheit nicht signifikant voneinander unterscheiden. D2
hingegen unterscheidet sich bei den Mittelwerten sowohl von C, als auch von B, A und D1.
Die Maxima fallen mit 22,9°C und 23,1°C nur geringfügig höher als bei C aus.
Bei den Tagesgängen an den D-Loggern ist zu sehen, dass die Temperaturkurve des Loggers
D2 die des Loggers D1 kreuzt und über die Mittagszeit hinweg höhere Temperaturen anzeigt.
Da der Standort D1, im Gegensatz zum anderen Logger, keinen windgeschützten Standort
(vgl. Kapitel 4.2) hat, sondern auf relativ offener Flur steht, wird er von Kaltluftströmen
erreicht, die im Zusammenhang mit dem gegenüberliegenden Park und dem auf der anderen
Seite abfallenden Regnitztal stehen. Diese sorgen mittelfristig für eine Abkühlung am Punkt
2, während sich die Luft an Punkt 1 ungestört erwärmen kann. Trotz dieser offensichtlichen
Differenz der beiden Höchstwerte besteht laut Vorzeichen-Test in der statistischen
Auswertung kein signifikanter Unterschied zwischen den Maxima. Da dies aber mit nur
9,2%-iger Sicherheit angenommen werden kann und der Test nach WILCOXON in diesem
Fall eine Wahrscheinlichkeit von 0,8% liefert, spricht doch einiges gegen die Beibehaltung
der Hypothese der Verteilungsgleichheit zwischen den Maxima der beiden Loggern D.
40
__________________________________________________________________________________________
35,0
D1
D2
C
Temperatur [°]
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
00:00
06:00
12:00
18:00
00:00
Uhrzeit
Abb. 19: Tagesgang der Temperatur am 6.7.01 an den Loggern C, D1 und D2
Unterschiede ergeben sich auch bei den nächtlichen Tiefstwerten. Während sie am Logger D1
mit 11,7°C kaum niedriger sind als in Sieglitzhof, sich aber dennoch signifikant
unterscheiden, liegen sie am Logger D2 im gesamten Messzeitraum bei 11,0°C. Auch hier ist
diese Differenz von 0,7K auf nur etwa 10m auf die Umgebung zurückzuführen. Während das
erste Gerät verhältnismäßig frei und am Rand einer Geländestufe steht, die ein paar Meter
keine Bepflanzung aufweist, wird das Gerät 2 weitgehend von dichter Vegetation
umschlossen. Dadurch wird vor allem bei schwachen Winden ein Ausblasen dieses
punktuellen Grünflächenklimas verhindert und so die Entstehung eines auf die Nacht
beschränkten eng begrenzten Kaltluftstaugebietes begünstigt. Die hohen Amplituden von
11,2K und 12,1K werden wohl durch die Lage am Rand des Regnitzgrundes, die einen leicht
abkühlenden Effekt nach sich zieht, induziert.
Die ermittelten Temperaturverhältnisse werden auch verdeutlicht durch die Anzahl der
Nächte (s. Abb. 20), in denen die mittlere und minimale Temperatur oberhalb der 18°C-Marke
liegen. In der Innenstadt ist während der gesamten Messperiode etwa ein Drittel der Nächte
im Durchschnitt wärmer als 18°C. Die anderen Standorte hingegen erfüllen nur in 10% bzw.
7% der Fälle nicht die Voraussetzung für physiologisch erholsamen Schlaf. Weniger drastisch
sieht es aus, wenn man die nächtlichen Minimumtemperaturen vergleicht. Zwar sind es im
Bereich der dichten Bebauung noch immerhin 22 Nächte, die nicht unter 18°C abkühlen, doch
alle anderen Stationen haben lediglich zwischen zwei und vier Nächte dieses Problem.
41
__________________________________________________________________________________________
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Mittel >18°C
Minimum >18°C
A
B
C
D1
D2
40
22
13
2
13
4
13
3
9
2
Abb. 20: Zahl der Nächte mit Mittel- und Minimumtemperaturen über 18°C
5.2 Luftfeuchtigkeitsverhältnisse
Da die relative Luftfeuchte temperaturabhängig ist und invers dazu verläuft, sind die
Feuchteverhältnisse eng mit dem Wärmehaushalt verbunden und erlauben dadurch teilweise
eine gegenseitige Überprüfung. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass mehr die
Größenordnung und die Beziehung der Daten untereinander von Bedeutung sind als die
konkreten Werte. Durch schlechte Regressionen (vgl. Kapitel 4.4.2) ergaben sich zum Teil
irreale und unrealistische Größen von >100%, so dass die Zahlen nicht überbewertet werden
dürfen.
Tab. 7: Mittelwerte der relativen Luftfeuchte
Station
Tagesmittel [%]
Tagesmaximum [%] Tagesminimum [%] Tagesamplitude [%]
A
67
87
48
39
B
71
96
47
48
C
69
92
46
46
D1
79
100
53
52
D2
72
98
46
53
42
__________________________________________________________________________________________
Wie zu erwarten war, erweist sich der Standort Innenstadt als trockenster (s. Tab. 7).
Entsprechend
den
höheren
Durchschnittstemperaturen
und
wegen
des
hohen
Versiegelungsgrades und des geringen Vegetationsanteils ist das Sättigungsdefizit und
dadurch die Trockenheit der Luft hoch (s. Abb. 21). Die relative Luftfeuchtigkeit fällt mit
67% im Durchschnitt und einer mittleren Differenz der Tag- und Nachtstunden von 39%
entsprechend gering aus.
100
A
B
C
D1
relative Luftfeuchtigkeit [%]
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
Uhrzeit
Abb. 21: Tagesgang der relativen Feuchte am 6.7.01 an den Loggern A, B, C und D1
Auffällig sind die an den anderen Stationen festgestellten Werte der mittleren Luftfeuchte.
Nicht die Station B mit den kleinsten gemessenen Temperaturen besitzt entsprechend auch die
größte relative Feuchte, sondern die beiden Logger in Bruck (s. Abb. 22).
relative Luftfeuchtigkeit [%]
100
90
D1
D2
B
80
70
60
50
40
30
20
10
0
00:00
06:00
12:00
18:00
00:00
Uhrzeit
Abb. 22: Tagesgang der relativen Feuchte am 6.7.01 an den Loggern B, D1 und D2
43
__________________________________________________________________________________________
Dieser Sachverhalt bestätigt die bereits früher getroffene Vermutung, dass die Schwabach
keinen Einfluss auf den Standort Hindenburgstraße hat, sich im Gegensatz dazu aber die
Regnitz bis auf die angrenzenden Hänge in Bruck auswirkt. Unterstützt wird diese Hypothese
durch die konstant an der Sättigungsgrenze verlaufenden nächtlichen Feuchtekurven der
Logger D1 und D2. Berücksichtigt man, dass die mittleren Temperaturminima hier nicht
niedriger liegen als an allen anderen Standorten, so erhärtet sich hieraus dieser Verdacht.
Auch das in diesem Gebiet beobachtete häufige Auftreten von Morgennebel ist ein Hinweis
auf die Wirkung des Fließgewässers Regnitz und der Aue.
Alle
anderen
Feuchtemilieus
stehen
in
Korrelation
mit
den
herrschenden
Temperaturverhältnissen.
44
AUSWERTUNG DER PROFIL - MESSFAHRTEN
__________________________________________________________________________________________
6 AUSWERTUNG DER PROFIL-MESSFAHRTEN
6.1 Wärme- und Kälte-Inseln der Nachtmessfahrten
Die erste Messrundfahrt der Profile fand in der Nacht des 22.05.01 während einer
Hochdruckwetterlage statt. Das Hoch, das vom 19. bis 25. Mai über den Britischen Inseln lag,
leitete polare Luftmassen nach Mitteleuropa, die zuerst maritim, ab dem 23. arktisch und
trocken waren.
Um die Daten auf einen einheitlichen Zeitpunkt umzurechnen, wurde die Abkühlung am
Logger B ermittelt (vgl. Kapitel 4.4.4). Dabei stellte sich heraus, dass es in der Nacht gegen
3:30 Uhr durch das Heranströmen wärmerer Luftmassen zu einer kurzzeitigen Erhöhung der
Lufttemperatur kam (s. Abb. 23).
1,5
A
B
1,0
0,5
0,0
0
50
100
150
200
250
Zeit [min]
Abb. 23: Abkühlung in der Nacht des 22.05.01 an den Loggern A und B
Diese Erwärmung wurde auch am Logger C festgestellt, nicht aber am Logger A, da dieser
abgeschirmt in einem Innenhof steht. Obwohl man nicht von einer kontinuierlichen
Abkühlung ausgehen kann, unterscheiden sich die standardisierten Minimumtemperaturen aus
der Messfahrt des 22.05. nur geringfügig von denen am 24.06. beispielsweise (vgl. Abb. 14).
Überraschend ist die exakte Übereinstimmung an den Messpunkten 7 und 24 an den
Gewässern Schwabach und Regnitz. Daraus ist zu entnehmen, dass es innerhalb des
Zeitraums zwischen den beiden Terminen zu keiner wesentlichen Erwärmung des Wassers
45
__________________________________________________________________________________________
kam, wofür auch die Ende Mai und Anfang Juni herrschende kühl-feuchte Witterung infolge
maritimer Polarluft spricht. Der wissenschaftlichen Genauigkeit zuliebe soll diese Messfahrt
jedoch trotzdem nicht in die Auswertung mit eingehen, da nicht abgeschätzt werden kann,
inwieweit sich diese unstetige Abkühlung bei der Aufnahme der Daten ausgewirkt hat.
Die folgenden Termine für die Profilmessreihen fielen auf den 24. bis 26.06.01, wo ein Hoch
über Mitteleuropa – unterstützt von einem Höhenkeil – in Deutschland für einen nahezu
ungetrübten Himmel und ungehinderte Sonneneinstrahlung sorgte. Sie und die überwiegend
kontinentale Tropikluft bescherten sommerliche Temperaturen, und es entstanden tagsüber
echte Temperaturunterschiede an den Loggerstationen (s. Abb. 24-26). Die Nächte waren
echte Strahlungsnächte, d.h. sie zeichneten sich durch Windstille, klaren Himmel und eine
ungestörte Abkühlung aus.
35,0
A
B
C
D1
30,0
Temperatur [°C]
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
Uhrzeit
35,0
A
B
C
D1
30,0
Temperatur [°C]
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
0:00
6:00
12:00
18:00
0:00
Uhrzeit
46
__________________________________________________________________________________________
35,0
A
B
C
D1
Temperatur [°C]
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
0:00
6:00
12:00
18:00
Uhrzeit
0:00
6.1.1 Spardorf – Büchenbach (Profil 1)
Die Abbildung 27 zeigt die in den drei Messfahrten des 24. bis 26.06.01 ermittelten
Minimumtemperaturen an den jeweiligen Messpunkten, zurückgerechnet auf die jeweilige
Minimumtemperatur der Nacht am Logger B:
18,0
24.6.
25.6.
26.6.
16,0
Temperatur [°C]
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
Messpunkte
Abb. 27: Minimumtemperaturen entlang des Profils 1 (24.-26.6.01)
47
__________________________________________________________________________________________
Deutlich zu sehen ist die unterschiedlich hohe Durchschnittstemperatur. In der Nacht des 24.
Juni war es noch mit 6,3°C an der Basisstation am kältesten. In den folgenden zwei Tagen
stieg die Temperatur an, so dass das Minimum in der Nacht des 25. bei 9,8°C lag und am 26.
bei 11,5°C. Schon hier ist der gleichartige Verlauf der Kurven zu erahnen, doch um die
einzelnen Nächte bezüglich gleicher Minimumtemperatur an den verschiedenen Standorten
richtig miteinander vergleichen zu können, ist die Standardisierung der Daten vorzunehmen
(s. Abb. 28).
4,00
24.6.
25.6.
26.6.
Reihe5
3,00
2,00
1,00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
offene Bebauung
hoher Baumanteil
Grünland
offene Bebauung
offene Bebauung
Gewässer
geschlossene Bebauung
offene Bebauung
Grünland
Gewässer
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
Grünland
hoher Baumanteil
versiegelte Fläche
offene Bebauung
versiegelte Fläche
offene Bebauung
Gewässer
versiegelte Fläche
offene Bebauung
-4,00
hoher Baumanteil
-3,00
Wald
offene Bebauung
-2,00
Grünland
-1,00
0,00
34
Messpunkt
Abb. 28: Standardisierte Werte des Profils 1 (24.-26.6.01)
In standardisierter Form stellen die drei Kurven einen Trend in Abhängigkeit von den
einzelnen Standorten dar. Nur wenige Punkte folgen diesem Trend augenscheinlich nicht. Bei
einem korrelationsanalytischen Vergleich der Messreihen der drei Nächte zeigt sich, dass der
Zusammenhang zwischen den Nächten insgesamt sehr groß ist. In Tabelle 8 sind alle
Korrelationen auf dem 0,01-Niveau signifikant, doch korrelieren die zweite und dritte
Messung am besten miteinander (Korrelationskoeffizient 0,934), weshalb davon ausgegangen
werden kann, dass die Abweichungen vom Trend meist in der ersten Messung zu finden sind.
48
__________________________________________________________________________________________
Tab. 8: Matrix der SPEARMAN-Rangplatz-Korrelationskoeffizienten der drei
Messfahrten (Profil 1)
26.06.
25.06.
24.06.
24.06.
0,820
0,786
1
25.06.
0,934
1
26.06.
1
Tatsächlich weichen die Punkte 4 und 5 der ersten Messung um etwa ein bis zwei Einheiten
von den Werten der anderen beiden Messungen ab. Folgte man dem Trend, hätte am Punkt 4
in der Nacht des 24.06. statt einer Minimumtemperatur von 7,4°C etwa 6,0°C und am Punkt 5
statt 7,7°C ca. 6,6°C gemessen werden müssen. Der Grund für die positive Abweichung liegt
wahrscheinlich darin, dass das Handgerät noch aufgewärmt war vom Transport im Rucksack
oder dgl. und von den Messpersonen nicht lange genug gewartet wurde, bis sich die aktuelle
Außentemperatur einstellte. Der Ausreißer bei Punkt 14 wie bei Punkt 32 ist mit großer
Sicherheit auf eine leichte Verschiebung des Standorts zurückzuführen. Während am Punkt
14 in der Kochstraße 4 vor dem Geographischen Institut der Abstand zum Teich eine Rolle
spielt, ist bei Punkt 32 am Ortsrand von Büchenbach einmal der Standort direkt in der Wiese
gewählt worden und die anderen beiden Nächte auf dem Weg am Wiesenrand.
Innerhalb des Profils 1 sind die Bezirke Spardorf und Sieglitzhof, am Rand der Stadt
Erlangen, relativ kalt. Die weiter Richtung Stadtmitte gelegenen Bereiche Buckenhofer
Siedlung und Löwenich weisen bereits wärmere Punkte auf, sind aber dennoch im Schnitt
kühler als die dicht bebaute Markgrafenstadt. Diese weist insgesamt die höchsten
Temperaturen auf; lediglich die Messpunkte 18 und 19 im Schlossgarten fallen hier heraus,
der offensichtlich eine Kaltluft-Insel inmitten der Innenstadt darstellt. Die Strecke über die
Regnitz-Aue ist verhältnismäßig kalt, und Büchenbach – auf der Westseite Erlangen – ist
wiederum sehr warm. Erst hinter den letzten Häusern auf offener Wiese (Pkt. 32) und am
Waldrand (Pkt. 33) sinkt die Temperatur ab.
Ein ähnliches, dabei präziseres Bild ergibt sich, wenn man die jeweilige Abweichung der
errechneten Minimumtemperatur an den 33 Messpunkten des Profils Spardorf-Büchenbach
zum jeweiligen Minimum am Basislogger B ermittelt (s. Abb. 29).
49
__________________________________________________________________________________________
24.6.
5,0
25.6.
26.6.
Reihe4
4,0
3,0
2,0
1,0
offene Bebauung
Grünland
Wald
hoher Baumanteil
offene Bebauung
versiegelte Fläche
Gewässer
offene Bebauung
versiegelte Fläche
offene Bebauung
versiegelte Fläche
hoher Baumanteil
Grünland
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
Gewässer
Grünland
offene Bebauung
Gewässer
offene Bebauung
offene Bebauung
Grünland
hoher Baumanteil
offene Bebauung
Temperaturabweichung [K]
6,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Messpunkte
Abb. 29: Temperaturabweichungen vom Logger B entlang des Profils 1 (24.-26.6.01)
Beträgt die Abweichung mehr als 1,5K, so ist der Tatbestand einer Hitze-Insel erfüllt.
Warmluftbereiche sind demnach in der Drausnickstraße Höhe Wilhelmstraße (Pkt. 11) zu
finden, erklärbar durch die enge, blockartige Bebauung zu beiden Seiten einer stark
befahrenen Straße. Knapp an der Grenze liegt der Platz vor dem Geographischen Institut (Pkt.
14). Auf drei Seiten von hohen Gebäuden umgeben, abgeschirmt durch Mäuerchen und
Büsche und mit gut wärmespeichernder Pflasterung wird hier eine eng begrenzte
Warmluftzone geschaffen. Die nächtlichen Temperaturen sinken hier nur unwesentlich unter
die 1,5K-Marke. Eine ausgedehntere Hitze-Insel ist die Innenstadt, zu der auch der Innenhof
des Krankenhauses (Pkt. 17) zählt. Anzumerken sei an dieser Stelle, dass die Lüftungssysteme
nur wenig Auswirkung auf die Messung haben dürften, da deren Ausgänge meist oberhalb der
Höhe von 2m (= Messhöhe) angebracht sind. Die erhöhte Minimumtemperatur kommt hier
allein durch die Dichte und die Höhe der Gebäude zustande. Außerdem verhindert ein
verwinkelter, kurvenreicher Durchgang das Ein- und Durchströmen kalter Luft. Auf dem
Schlossplatz (Pkt. 20) und in der Helmstraße (Pkt. 21) übersteigen die nächtlichen
Temperaturen die Basisloggerwerte sogar um bis zu 3K. Die dichte Bauweise, der zu 100%
versiegelte Boden und der als Baumaterial verwendete Sandstein fördern die Speicherung der
Wärme und führen somit zu hohen Minima der Lufttemperatur.
Vergleicht man diese nächtlichen Minimumtemperaturen an den Innenstadt-Standorten mit
denen des Loggers A in der Innenstadt, fällt auf, dass diese durchschnittlich zwischen 1 und
2K höher liegen. Die mit dem Profil 1 abgedeckten Punkte der Innenstadt erfassen somit also
50
__________________________________________________________________________________________
nicht die Hitze-Inseln mit dem höchsten Minimumtemperaturen, die wohl im Bereich kleiner
abgeschlossener Innenhöfe zu suchen sind.
Erwähnenswert ist die Beobachtung, dass der Schlossgarten keine ausgesprochene KaltluftOase darstellt. Während Punkt 18, der sich im dichter bewaldeten Bereich des Parks befindet,
zwar noch knapp unterhalb der 1,5K-Grenze liegt, ist es am Punkt 19 vor dem Geologischen
Institut wesentlich wärmer, so dass dieser Bereich des Schlossgartens zur innerstädtischen
Hitze-Insel zählt. Eine ausführlichere Interpretation dieses Phänomens erfolgt in Kapitel
7.1.1.
Als sekundäre Wärme-Insel stellt sich der Bereich Alterlangen-Büchenbach heraus. Vor allem
die Messstandorte 28, 30 und 31 (Habicht-, Frankenwald-, Stiftungs- und Coburger Straße)
zeichnen sich durch erhöhte nächtliche Temperaturen aus, die ca. 2K über dem
Vergleichsmesspunkt liegen. Erklären lässt sich dieser Umstand durch eine für Wohnbereiche
verhältnismäßig dichte Bebauung in Form von Hoch- und Reihenhäusern mit stellenweise
geringem Grünflächenanteil und breiten, versiegelten Straßen, deren hohe Emissionswerte
ebenfalls zu einer Erhöhung der Lufttemperatur beitragen. Hinzu kommt die Tatsache, dass
die Häuser in der Coburger Straße in geschlossener Reihe gegen die Hauptwindrichtung
stehen und somit eventuell von Westen her eindringende Kaltluftströme abhalten.
Ausgesprochene Kaltluft-Seen kommen in Profil 1 nur im Bereich der Flüsse Schwabach
(Pkt. 7) und Regnitz (Pkt. 24) vor. Der Rhein-Main-Donau-Kanal (zwischen den Punkten 29
und 30) macht sich im übrigen kaum bemerkbar, da er zwischen hohen Böschungen
eingeschnitten ist. Diese behindern den Austausch der über dem Gewässer entstehenden
Kaltluft mit den wärmeren Luftmassen der Umgebung.
51
__________________________________________________________________________________________
6.1.2 Frauenaurach – Buckenhof (Profil 2)
Abbildung 30 zeigt die auf den Basislogger B zurückgerechneten Minima an den
Messpunkten der Route 2 von Frauenaurach bis Buckenhof in den Nächten vom 24. bis
26.06.01.
18,0
24.6.
25.6.
26.6.
16,0
Temperatur [°C]
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Messpunkte
4,00
24.6.
3,00
25.6.
26.6.
Reihe4
2,00
1,00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Wald
Wald
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
hoher Baumanteil
versiegelte Fläche
Wald
Grünland
Grünland
Grünland
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
offene Bebauung
versiegelte Fläche
Gewässer
Grünland
offene Bebauung
-4,00
offene Bebauung
Wald
-3,00
Gewässer
-2,00
-1,00
0,00
30
Messpunkte
52
__________________________________________________________________________________________
Wie nicht anders zu erwarten ist auch hier eine deutliche Temperaturerhöhung im Laufe der
drei Tage festzustellen. Während der Temperaturmittelwert des zweiten Profils in der ersten
Nacht 6,2°C beträgt, erhöht er sich in der folgenden Nacht auf rund 10,6°C und am 26.06.
sogar auf ca. 13,0°C. Die Kurven der standardisierten Werte des Profils 2 (s. Abb. 31)
verlaufen weniger homogen als die der Route 1 und lassen teilweise einen klaren Trend
vermissen. Im Gegensatz weisen einige Bereiche, wie z.B. zwischen den Punkten 11 bis 16
sehr gegensätzliche Tendenzen auf, und die Zahl der Ausreißer ist erheblich.
Die korrelationsanalytische Auswertung der Rangplatz-Korrelationskoeffizienten nach
SPEARMAN bestätigt dieses Ergebnis (s. Tab. 9a).
Tab. 9: Matrices der SPEARMAN-Rangplatz-Korrelationskoeffizienten der drei
Messfahrten (Profil 2) mit (a) und ohne (b) Messfehler
26.06.
25.06.
24.06.
24.06.
0,762
0,816
1
25.06.
0,584
1
26.06.
1
(a)
26.06.
25.06.
24.06.
24.06.
0,933
0,806
1
25.06.
0,834
1
26.06.
1
(b)
Der Zusammenhang zwischen der ersten und zweiten sowie zwischen der ersten und dritten
Messreihe liegt im Bereich eines hohen Korrelationskoeffizienten. Sie verlaufen
untereinander am ähnlichsten. Die größten Differenzen treten zwischen der zweiten und
dritten Messung auf, worauf auch die Ausreißer bei den Punkten 2, 3 und 13 hinweisen. Ein
Weglassen der Ausreißer (Pkt. 2, 3, 13 des 26.06. und Pkt. 7, 8 des 25.06.) ∗ verbessert das
Ergebnis der Korrelationsanalyse erheblich (s. Tab. 9b). Das Problem bei Profil 2 bestand in
einem ständigen Mangel an Personen, die diese Strecke und die genaue Lage der Punkte
kannten. Da die Präzision während der Messkampagnen nicht nachgeprüft werden konnte,
muss hier die Qualität der Ergebnisse relativiert betrachtet werden.
∗
Streng genommen handelt es sich bei diesen Messwerten nicht um Ausreißer, da sie folgende Anforderung
nicht erfüllen: xi ≥ x + 4*s (mit xi = Ausreißer, x = Mittelwert ohne Ausreißer und s = Standardabweichung ohne
Ausreißer) (LOZÀN, S. 37).
53
__________________________________________________________________________________________
Trotzdem kann auch bei Profil 2 eine grobe Einteilung erfolgen. So ist es in den
Stadtrandbezirken Frauenaurach, Bruck, Forschungszentrum und Buckenhof innerhalb des
Profils relativ warm, während die Regnitz-Aue, Sebaldussiedlung und Röthelheimpark
verhältnismäßig kühl sind.
Die Ausweisung von entsprechenden Wärme- bzw. Kälte-Zonen gestaltet sich aufgrund der
vielen Messfehler schwierig (s. Abb. 32).
6,0
24.6.
25.6.
26.6.
Reihe4
4,0
3,0
2,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Wald
Wald
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
hoher Baumanteil
versiegelte Fläche
Wald
Grünland
Grünland
Grünland
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
offene Bebauung
versiegelte Fläche
Gewässer
Grünland
-4,0
offene Bebauung
-3,0
offene Bebauung
-2,0
Gewässer
-1,0
0,0
1,0
Wald
5,0
30
Messpunkte
Nur zwei Bereiche sind klare Hitze-Zonen: auf der einen Seite der Westen von Bruck, auf der
anderen die Buckenhofer Siedlung. Im nordwestlichen Teil von Bruck ist es am wärmsten
entlang des Profils 2. Die 1,5K-Grenze ist in allen Fällen trotz erheblicher Differenzen
zwischen den einzelnen Messreihen überschritten, was auf die Wirkung breiter, stark
befahrener Straßen (Herzogenauracher Damm – Pkt. 9, Felix-Klein-Straße/ Autobahn – Pkt.
10) mit geringem Grünflächenanteil und teilweise dichte Bebauung zurückzuführen ist.
Insbesondere bei Punkt 10 macht sich die Nähe zur Autobahn bemerkbar: Hier beträgt die
Differenz zu den Minimumtemperaturen am Logger D1, der weiter südlich im lockerer
bebauten Bruck steht, durchschnittlich 3,3K, während sie an den anderen drei Punkten in
diesem Gebiet (Pkt. 9, 11, 12) nur ca. 1,8K darüber liegen. Die Autobahn besitzt
augenscheinlich eine Art Barrierewirkung für ausgleichende Luftströmungen aus Westen, vor
allem aus der Regnitz-Aue.
Die Temperaturspitzen in einem Teil von Buckenhof sind nicht ohne weiteres einleuchtend,
besonders wenn man die dämpfende Wirkung des Buckenhofer Forsts und des angrenzenden
54
__________________________________________________________________________________________
Sportgeländes (Pkt. 22) in Betracht zieht. Doch hohe, dichte Vegetation inklusive
Lärmschutzwand schirmen letzteres vom Wohngebiet ab; Reihen- und Doppelhäuser, die
parallel zum Waldrand stehen, blocken die restliche eventuell eindringende kältere Luft ab.
Die Fernwirkung des Waldes ist hier also nicht spürbar; die nächtliche Ausstrahlung der
Gebäude dominiert. Buckenhof ist, wie bereits bei Profil 1 angeklungen war, infolge dichter
blockartiger Bebauung eine insgesamt warme Siedlung, in der es zur Bildung einzelner
Hitzeherde kommen kann (Pkt. 25, 26).
Weit weniger deutlich sind die Temperaturüberschreitungen in Frauenaurach und im
Forschungszentrum. Der Messpunkt 1 im Wald bzw. am Waldrand des Klosterholzes westlich
von Frauenaurach liegt zu Beginn der Messfahrt an der Grenze zur Wärme-Insel, doch die
Kontrollmessungen am Ende jeder Reihe zeigen niedrigere Werte und lassen vermuten, dass
es sich um keinen ausgesprochenen Wärmepol handelt. Der Osten von Frauenaurach (Pkt. 5,
6) neigt dagegen schon zur Ausbildung einer Wärme-Insel. Dafür sorgen fehlende
Ausgleichsströmungen und ein erhöhter Versiegelungsgrad, ebenso wie bei den Punkten 13
bis 16 im Gebiet des Forschungszentrums, die an der Grenze, zum Teil über der Grenze zur
Wärme-Insel liegen. Diese gewinnen ihre erhöhte Minimumtemperatur aus den extrem
zahlreichen versiegelten Flächen. Diese absorbieren tagsüber die Sonneneinstrahlung und
speichern sie in Form von Wärme, die in der Nacht nur langsam wieder abgegeben wird.
Sogenannte Frost-Pockets sind in Profil 2 im Bereich der Aurach (Pkt. 2), in der Regnitz-Aue
(Pkt. 7, 8), die auch in Profil 1 als Kaltluftsammelbecken aufgefallen ist, und der ehemalige
Exerzierplatz (Pkt. 18, 19). Unbewachsener Boden und Brachflächen wie hier sind die besten
Kaltluftproduzenten (VDI-KOMMISSION 1988, S. 132), die nachts eine hohen Ausstrahlung
haben. Sind solche Flächen auch noch feucht, wie es beim Exerzierplatz der Fall ist (hohe
Pseudovergleyung durch den Röthelheimbach, der vor seiner Begradigung hier sein Bett
hatte), steigert sich ihre Wirkung durch Verdunstungskühlung zusätzlich und bringt sowohl
nachts, als auch tags kühle Temperaturen (VDI-KOMMISSION 1988, S. 132f).
55
__________________________________________________________________________________________
6.1.3 Rathsberg – Tennenlohe (Profil 3)
Bei den Messfahrten der Route 3, die vom Rathsberg nach Tennenlohe führt, ist besonders
schön zu sehen, dass sich die Luft im Lauf des ersten Tages wesentlich kräftiger erwärmte,
nämlich im Schnitt um ca. 5K, als am 25.06., wo die Temperaturerhöhung nur noch
durchschnittlich 2K betrug (s. Abb. 33).
18,0
24.6.
25.6.
26.6.
16,0
Temperatur [°C]
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Messpunkte
Der Verlauf der Kurven mit den standardisierten Werten ist einigermaßen parallel (s. Abb.
34). Am höchsten korrelieren auch hier wieder die erste und zweite Messung (s. Tab. 10),
während die dritte Messreihe durch einige Abweichungen vom Trend vor allem im letzten
Viertel gekennzeichnet ist.
Tab. 10: Matrix der SPEARMAN-Rangplatz-Korrelationskoeffizienten der drei
Messfahrten (Profil 3)
26.06.
25.06.
24.06.
24.06.
0,742
0,899
1
25.06.
0,769
1
26.06.
1
56
__________________________________________________________________________________________
4,00
24.6.
3,00
25.6.
26.6.
Reihe5
2,00
1,00
Grünland
versiegelte Fläche
Wald
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
hoher Baumanteil
offene Bebauung
Grünland
Grünland
Gewässer
offene Bebauung
versiegelte Fläche
offene Bebauung
offene Bebauung
Grünland
Grünland
Grünland
hoher Baumanteil
Wald
versiegelte Fläche
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
Wald
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
Grünland
Grünland
Grünland
0,00
-1,00
-2,00
-3,00
-4,00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Messpunkte
Die Tatsache, dass die Minima des letzten Standorts (Pkt. 35), der ja mit dem Ausgangspunkt
der Route identisch ist, nur in den ersten beiden Nächten sehr gut mit der jeweiligen
Minimumtemperatur des ersten Messorts übereinstimmen, lässt keine Aussage über die
Qualität der dritten Messfahrt zu. Denn nach Auskunft der messenden Personen wurde die
Route am 26.06. in umgekehrter Richtung gefahren, so dass sich hier der Kontrollpunkt mit
dem vorletzten Standort deckt.
Der Temperaturverlauf entlang des Profils 3 von Norden nach Süden ist gut gegliedert. Am
wärmsten ist es auf dem Rathsberg. Hangabwärts entlang des Burgbergs kühlt sich die Luft
kontinuierlich ab, bis sie im Schwabach-Tal den ersten Tiefpunkt erreicht. Ähnlich wie bei
Profil 1 steigt die Temperatur im Bezirk Löwenich und Stubenloh wieder an. Im
Röthelheimpark, rund um den ehemaligen Exerzierplatz, ist es wie in Profil 2 kalt. Die
Sebaldussiedlung verzeichnet leicht höhere Temperaturen, während sie in Tennenlohe
außerhalb Erlangens kühl bis ausgeglichen sind.
Die Abweichung zur jeweiligen Minimumtemperatur an Logger B ist in Abbildung 35
dargestellt. Wie bereits im Klimagutachten Erlangen von 1989 erfasst, kommt es auf dem
Rathsberg zur Ausbildung einer Wärme-Insel (Pkt. 1, 2). Überraschend ist, dass es sich hier
um Grün- bzw. Ackerland handelt. Flächen also, die in der Regel keine derart enorme
Aufheizung erfahren. Auch der oberhalb der 1,5K-Marke liegende Punkt 3 mitten im
geschlossenen Hochwald nimmt diesbezüglich eine Sonderstellung ein. Die Ursachen dafür
werden jedoch ausführlicher in Kapitel 6.3 besprochen.
57
__________________________________________________________________________________________
24.6.
5,0
25.6.
26.6.
Reihe4
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
Grünland
versiegelte Fläche
Wald
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
hoher Baumanteil
offene Bebauung
Grünland
Grünland
Gewässer
offene Bebauung
versiegelte Fläche
offene Bebauung
offene Bebauung
Grünland
Grünland
Grünland
hoher Baumanteil
Wald
versiegelte Fläche
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
Wald
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
Grünland
Grünland
Grünland
6,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Messpunkte
Die ebenfalls Hitze-Inseln bildenden Punkte 4 und 5 inmitten lockerer Bebauung liegen im
Einflussbereich des Waldes, der zwar ein guter Frischluft-, aber ein schlechter KaltluftProduzent ist und der in diesem Fall ohnehin schon durch warme Luftbewegungen im oberen
Abschnitt (Pkt. 3) belastet wird.
Die deutlich ausgeprägte positive Temperaturabweichung zwischen den Messpunkten 14 und
16 kann durch fehlende Störungen und die relativ homogene dichte Innenstadtbebauung
erklärt werden. Kalt- und Frischlufteinflüsse bzw. -ströme fehlen hier vollständig, das Relief
ist relativ weiträumig eben, und somit existieren keine gravitativen Luftströme. Geschlossene
Bebauung, eine ausgedehnte versiegelte Fläche und hohe Emissionszahlen infolge starken
Verkehrs bewirken vor allem an der Werner-von-Siemens-Straße (Pkt. 14) erhöhte
Wärmespeicherkapazität, welche sich im signifikanten Wärme-Insel-Effekt auswirkt.
Das Einsacken der Kurve bei Punkt 6 ist auf einen kleinen Kaltluft-See zurückzuführen.
Dieser bildet sich über einer Brachfläche in einer Mulde am Rand des Lerchentalwegs.
Obwohl die vergleichsweise kühlere Luft aufgrund der gut abgeschirmten Senkenlage nur
schwerfällig abfließt und sich staut, wird die dämpfende Wirkung des Meilwalds in
unmittelbarer Nähe spürbar: Die Kälte-Insel ist nicht so markant wie andernorts.
Die Schwabach-Aue (Pkt. 10-12) liegt temperaturmäßig wie bei Profil 1 etwas unterhalb der
Minima am Basislogger. Die Abkühlungswirkung ist also aufgrund geringer Ausdehnung und
starker Abschirmung nicht von großer Bedeutung.
58
__________________________________________________________________________________________
Ab Messpunkt 17 spiegeln sich die nächtlichen Ausstrahlungsverhältnisse der Grünfläche
Exerzierplatz wider. Mit immenser Kalt- und Frischluftproduktion ohne nennenswerten
Abfluss (Relief) bringt er Minimumwerte in der Größenordnung wie die entsprechenden
Punkte des Profils 2. Der Bezirk Röthelheimpark wird klimatisch von dieser Freifläche
charakterisiert und kann somit als ausgesprochene Kälte-Insel bezeichnet werden, die auch
einen geringen Einfluss ins südliche Unigelände (Pkt. 21) hat.
Mit zunehmender Entfernung von Erlangens Stadtmitte nimmt die Temperatur ab.
Tennenlohe zeigt im Vergleich zur Innenstadt gemäßigtere Temperaturen und ist somit nicht
als Wärmebelastungsgebiet zu bezeichnen, allerdings stellt der Parkplatz im Industriegebiet
(Pkt. 32) die Bedeutung von versiegelten Flächen heraus.
6.2 Wärme- und Kälte-Inseln der Tagesmessfahrten
Die Tagesmessung am 25.06. zeigt eine ähnliche Konstellation der Hitze-Inseln, jedoch mit
einigen Abweichungen (s. Abb. 36). Sowohl die Standorte in der Drausnickstraße (Pkt. 11),
Kochstraße (Pkt. 14), Schlossplatz (Pkt. 20), Helmstraße (Pkt. 21) als auch in Büchenbach
(Pkt. 28, 30, 31) sind aufgrund hoher Versiegelung stark überhitzt und somit als ganztägig
wärmebelastete Bereiche einzustufen. Weiterhin kommt es tagsüber am ersten Messpunkt in
lockerer Bebauung in Spardorf, am Ufer der Schwabach (Pkt. 7), in der Schillerstraße (Pkt.
16), an allen Standorten in der Regnitzaue (Pkt. 22-25) und verstärkt in Büchenbach (Pkt. 26,
27, 32) zu relativ starker Aufheizung. An der Schwabach scheint sich die Lage des
Messpunkts im angrenzenden Rapsfeld bemerkbar zu machen. Die hohe Bepflanzung (75cm)
wirkt sich offensichtlich auf den Energieumsatz aus, so dass der Messwert tagsüber eine
gewisse Beeinflussung erfährt. Auch die Regnitzaue kommt tagsüber in den Genuss einer
hohen, ungestörten Einstrahlung, die für maximale Temperaturen sorgt.
59
__________________________________________________________________________________________
6,0
tags
5,0
nachts
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
Messpunkte
Abb. 36: Temperaturabweichungen vom Logger B entlang des Profils 1 (25.6.01)
Die absolute Spitzentemperatur bei der Tagesmessung wurde an der Kreuzung Waldmüllerund Schinnererstraße (Pkt. 26) mit 28, 3°C registriert. Trotz offener Bebauung ist durch die
Anordnung der Häuser gegen die Hauptwindrichtung und durch die Windrichtung des lokalen
Systems Regnitz-Büchenbach eine hohe Abschirmung vor Ausgleichsströmungen gegeben;
der Messstandort, der sich im Lee der Gebäude befindet, erfährt hier tagsüber eine starke
Erwärmung, die nachts nur noch einen schwachen Effekt ausübt. Dann liegen die
Lufttemperaturen knapp unter der Wärme-Insel-Grenze.
Ausgeprägte Kälte-Inseln sind tagsüber nicht zu finden. Lediglich die Standorte im Wald
bzw. in dessen unmittelbarer Nähe (Pkt. 3, 4) weisen niedrigere Werte auf als am Basislogger.
Tagsüber kommt hier wahrscheinlich der hohe Beschattungsgrad durch das Blätterdach
zugute, das nachts jedoch eine Abstrahlung aus dem Stammraum im größeren Maß
verhindert.
60
__________________________________________________________________________________________
Die Route 2 führt durch die wärmsten Viertel der Stadt (s. Abb. 37). Bis auf wenige
Ausnahmen weichen alle Punkte mit ≥1,5K vom Basislogger ab und bilden Hitzebereiche aus.
Die höchsten Maximaltemperaturen werden in Frauenaurach an der Kreuzung Bernauer- und
Heerfleckenstraße (Pkt. 6), im Forschungszentrum am Günther-Scharowsky-Platz (Pkt. 13)
und in Buckenhof (Pkt. 26, 27) verzeichnet, die auch nachts noch von enormer
Wärmekapazität profitieren und durch Abstrahlung eine Hitze-Insel darstellen. Besonders
herauszustellen ist die Sebaldusiedlung (Pkt. 17) und der Röthelheimpark (Pkt. 18-24).
Während diese Zone in der Nacht zu den kältesten der untersuchten Stadtgebiete zählt, weist
sie in der Mittagszeit vergleichsweise hohe Werte auf. Eine besonders starke Abweichung der
Extrema ist an der Regnitz (Pkt. 8) und auf offener Freifläche des ehemaligen Exerzierplatzes
(Pkt. 18) zu erkennen. Bei ersterem Standort dominiert anscheinend wie bei entsprechenden
Punkten des Profils 1 der Einfluss des Grünlands und nicht der des Gewässers. Beide
Bereiche genießen ganztägig hohe Einstrahlung, so dass trotz großer Bodenfeuchte
(Pseudogley, Auenböden) die Verdunstungskühlung gering bleibt.
6,0
tags
nachts
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Messpunkte
61
__________________________________________________________________________________________
Während die Route 3 in der Nacht nur zwei Bereiche mit ausgeprägten Hitze-Inseln aufweist,
ist sie in den Mittagsstunden deutlich in einen kühleren und einen wärmeren Ast gegliedert (s.
Abb. 38). Der kühlere Bereich erstreckt sich über die Messpunkte Rathsberg, Burgberg und
Schwabachtal, wobei aber die extremen negativen Abweichungen auf dem Parkplatz
Rathsberg (Pkt. 2) und im Wald (Pkt. 3) im Widerspruch zu den nächtlichen Hitze-Inselnbildenden Minimumtemperaturen stehen. Messfehler oder Windeinfluss während der
Tagesmessung könnten hier dieses Paradoxon verursacht haben.
6,0
tags
5,0
nachts
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Messpunkte
Ein punktueller Herd ist bei der Brachfläche im Lerchentalweg zu finden, die nachts zur
großen Abkühlung tendiert und tagsüber – wie auch die Brachfläche ehemaliger Exerzierplatz
(Pkt. 18-20) (vgl. Profil 2) – zu einer für solche Flächen charakteristische Aufheizung. Die
Maximalwerte der Lufttemperatur werden in der geschlossenen Bebauung der Werner-vonSiemens- und Feldstraße (Pkt. 14) und auf den versiegelten Plätzen Aldiparkplatz (Pkt. 15),
Roter Platz TechFak (Pkt. 23) und dem Firmenparkplatz in Tennenlohe (Pkt. 32) erreicht.
Erwähnenswert ist wohl auch die Tatsache, dass Tennenlohe von seiner Lage im näheren
Umland zu Erlangen tagsüber nicht profitieren kann. Erst die Möglichkeit zur ungestörten
nächtlichen Abkühlung auf niedrige Minimumwerte bringt hier einen gewissen Vorteil im
Wohnwert zum Vorschein.
62
__________________________________________________________________________________________
6.3 Klimaklassen-spezifische Unterschiede
Um eine generelle Aussage über charakteristische Standorte machen zu können, werden die
Messpunkte der drei Profile in klimawirksame Klassen nach CARL (1994) und NAGL (1997)
zusammengefasst (s. Anhang, S. 106ff), die sich in der Art der Oberflächenbedeckung und der
Bauweise unterscheiden. Die Punkte werden in folgende klimarelevante Klassen eingeteilt:
-
offene Bebauung
-
-
versiegelte Fläche
-
Grünland
-
Wald
-
Flächen mit hohem Baumbestand
-
Gewässer
Innerhalb dieser Gruppen liegen die (standardisierten) Werte in einem bestimmten Bereich, so
dass sie sich in Abhängigkeit von der Tageszeit in ihren Verteilungen signifikant
unterscheiden. Dies bestätigt der H-Test nach KRUSKAL und WALLIS: Auf einem
Signifikanzniveau von 0,1% gibt es bei den Nachtdaten zwischen mindestens zwei Klassen
einen wirklichen Unterschied. Werden die Ausreißer innerhalb der Klimagruppen bei dieser
Untersuchung
nicht
berücksichtigt,
verringert
sich
die
Irrtumswahrscheinlichkeit
unwesentlich auf p < 0,001.
Bei den Daten aus der Tagesmessung wird in beiden Fällen die Hypothese der klimaklassenspezifischen Unterschiede bei einem vorgegebenen Testniveau von 5% nicht akzeptiert (s.
Tab. 11).
Tab. 11: Test über die Verteilungsgleichheit der Klimaklassen auf einem
Testniveau von α* = 0,05.
nachts
tags
mit Ausreißern
p = 0,001
p = 0,100
ohne Ausreißer
p < 0,001
p = 0,061
63
__________________________________________________________________________________________
Eine genauere Untersuchung der Nachtwerte ergibt einen signifikanten Unterschied der
zentralen Tendenzen zwischen (zu den Ergebnissen s. Anhang, S. 112):
-
offener Bebauung – Grünland
-
offener Bebauung – Wald
-
geschlossene Bebauung – Grünland
-
geschlossene Bebauung – Wald
-
geschlossene Bebauung – Flächen mit hohem Baumbestand
-
versiegelte Fläche – Grünland
Deutlich zu sehen ist die differenzierte Wirkung von natürlichen Flächen wie Rasen, Wiese,
Wald etc. gegenüber bebauten und versiegelten Strukturen. Tagsüber dagegen sind
klassenbedingte Unterschiede in der Temperatur erwartungsgemäß nur zufällig. Statistisch
gesehen wird bei den Maximumwerten die Hypothese, dass alle Werte aus den verschiedenen
Klimaklassen aus einer Grundgesamtheit stammen, aufrecht erhalten.
Klimaklasse 1: Offene Bebauung
Offene Bebauung ist stark abhängig von den Einflüssen der näheren Umgebung, was sich in
der Spannweite der standardisierten Werte bemerkbar macht (s. Abb. 39).
4,00
24.6.
25.6.
26.6.
tags
Reihe5
3,00
2,00
1,00
0,00
-2,00
-3,00
1_1
1_5
1_8
1_13
1_26
1_30
1_31
1_34
2_5
2_6
2_11
2_15
2_16
2_25
2_26
2_27
3_4
3_5
3_6
3_8
3_12
3_16
3_17
3_24
3_25
3_26
3_28
3_29
3_30
3_31
-1,00
Messpunkte
Abb. 39: Standardisierte Werte der Klimaklasse 1: Offene Bebauung
64
__________________________________________________________________________________________
Bei den Nachtwerten ist die Tendenz festzustellen, dass die Standorte im Westen der Stadt in
Alterlangen, Büchenbach, Frauenaurach und im Stadtbereich höhere Temperaturen aufweisen
als im Osten (Spardorf, Sieglitzhof, Tennenlohe) sowie in den Bereichen um den ehemaligen
Exerzierplatz. Diese wesentlich höheren Wald- und Freiflächenanteile gewährleisten die
Anlieferung von Frisch- und Kaltluft in diesen Gebieten. Die Standorte im östlichen
Randbereich weisen daher mäßigere Temperaturen auf.
Obwohl die statistische Auswertung keine Ausreißer in den Nachtwerten ergeben hat (s. Abb.
46), so kann doch der Standort "Am Meilwald" (Route 3, Pkt. 4) als Sonderfall betrachtet
werden. Es werden ausgesprochen hohe Minimumtemperaturen erreicht, die wahrscheinlich
im Zusammenhang mit Exposition und Relief stehen. Es wird vermutet, dass sich die
Stammraumluft aus dem Meilwald aufgrund hoher Einstrahlung durch die Exposition des
Waldes nach Süden tagsüber stark aufheizt. In der Nacht verhindert das abschirmende
Blätterdach eine hohe Abkühlung. Die in den tiefer gelegenen Bereichen des Burg- und
Rathsberg auftretenden nächtlichen Kaltluftflüsse (s. Kapitel 6.1.3) veranlassen nun im oberen
Hangbereich ein Nachströmen warmer Luft (DEUTSCHER WETTERDIENST 1989, S.
105f), die durch den Bebauungsriegel am Waldrand gestaut wird.
Tagsüber ist in der offenen Bebauung kein klarer Trend festzustellen. Mehr als in der Nacht
scheint die unmittelbare Umgebung von großem Belang zu sein und die Fernwirkung der
Wälder nachzulassen. Besonderes Interesse verlangt auch hier das Gebiet am Rande des
Meilwalds (Route 3, Pkt. 4), das als einziger Ausreißer dieser Klimaklasse errechnet worden
ist. Die extrem negative Abweichung vom Mittelwert deutet diesmal auf kühlende
Ausgleichsströmungen aus dem Wald (vgl. "Klimaklasse 6"). Der kerzengerade hangabwärts
führende Atzelsberger Steig dient möglicherweise als Abflussbahn, die die kühlere Waldluft
direkt zum Messpunkt leitet, der in der Verlängerung des Wegs in der lockeren Bebauung
liegt.
Klimaklasse 2: Geschlossene Bebauung
In der geschlossenen Bebauung bewegen sich die Nachttemperaturen hauptsächlich oberhalb
des Mittelwerts (s. Abb. 40). Durchschnittlich sind die Minimumtemperaturen in dieser
Klimaklasse am höchsten (s. Abb. 47), die Ausprägung von Hitze-Inseln in diesem
Bebauungstyp – neben den versiegelten Flächen – am häufigsten. Als Grund dafür ist der
hohe Versiegelungsgrad und die Lage in entsprechend dicht bebauter Umgebung zu sehen. In
der Wilhelmstraße Ecke Schillerstraße (Route 1, Pkt. 12) sind die Temperaturwerte sowohl
65
__________________________________________________________________________________________
nachts als auch tagsüber verhältnismäßig niedrig. Eine genaue Erklärung dafür kann hier nicht
gegeben werden. Allerdings liegt die Vermutung nahe, dass sich die in der Nähe gelegene
Grünfläche der Schleifmühle auswirkt. Der Standort hinter dem Geographischen Institut
(Route 1, Pkt. 15) weist ebenfalls ganztägig geringere Werte auf. Für die Abkühlung sorgt in
diesem Fall die Rasenfläche und zudem die Lage im lange beschatteten Bereich.
4,00
24.6.
25.6.
26.6.
tags
Reihe5
3,00
2,00
1,00
0,00
-1,00
3_14
3_13
2_10
2_4
2_3
1_28
1_27
1_21
1_17
1_16
1_15
1_12
1_11
-3,00
1_10
-2,00
Messpunkte
Abb. 40: Standardisierte Werte der Klimaklasse 2: Geschlossene Bebauung
Auch der Herdegenplatz in Frauenaurach (Route 2, Pkt. 3) ist etwas weniger warm als der
Rest der geschlossenen Bebauung. Möglicherweise wirkt sich hier die Nähe zur Aurach aus,
deren Einfluss Richtung Kirchplatz (Route 2, Pkt. 4) hin abnimmt.
Dieser Theorie stehen jedoch die Tagestemperaturen entgegen: Während es am Herdegenplatz
mäßig warm ist, verzeichnet der Kirchplatz die niedrigsten Temperaturen entlang des Profils
2. Zwar dürfte die Tatsache, dass der erste Platz wesentlich länger der Sonneneinstrahlung
ausgesetzt ist als der zweite, eine große Rolle spielen, doch ist es für eine Abweichung in
dieser Größenordnung nicht Erklärung genug.
Weiterer Untersuchungsbedarf besteht allgemein bei den Tagestemperaturen in geschlossener
Bebauung. Die zum Teil großen negativen Abweichung vom Mittelwert führen dazu, dass der
Gesamtmittelwert der Klimaklasse am Tag erniedrigt wird (s. Abb. 47).
66
__________________________________________________________________________________________
Klimaklasse 3: Versiegelte Flächen
Die versiegelten Flächen strahlen in der Nacht generell stark aus und weisen somit wärmere
Temperaturen auf (s. Abb. 41).
4,00
24.6.
25.6.
26.6.
tags
Reihe5
3,00
2,00
1,00
0,00
-1,00
3_32
3_23
3_15
3_2
2_24
2_23
2_21
2_14
2_13
2_12
2_9
1_23
1_22
1_20
1_14
1_9
-3,00
1_6
-2,00
Messpunkte
Abb. 41: Standardisierte Werte der Klimaklasse 3: Versiegelte Flächen
Dies ist auf die Wärmespeicherfähigkeit der Baumaterialien – in den meisten Fällen Asphalt –
und nicht zuletzt auf den hohen Strahlungsinput im Lauf des Tages zurückzuführen. Im
negativen Bereich befinden sich nur Standorte, die den kühlenden Einflüssen der Umgebung
direkt ausgesetzt sind, z.B. der Platz neben dem Campingplatz inmitten der Regnitz-Aue
(Route 1, Pkt. 23). Der Parkplatz in der Gerbereistraße (Route 1, Pkt. 22) ist davon nicht im
gleichen Maß betroffen, obwohl die Entfernung zur Aue nur gering und die Fläche für
Luftaustausch durchaus geeignet ist und somit gleiche Wirkung zu erwarten wäre. Da aber der
Frankenschnellweg dazwischen liegt und eine Art Windbremse darstellt, sind die nächtlichen
Temperaturen etwas höher. Auch die versiegelten Flächen in der Nähe des ehemaligen
Exerzierplatzes profitieren von dem Kaltluftproduzenten. Die Minimumwerte auf dem
Obiparkplatz (Route 2, Pkt. 21), der Röthelheimallee (Route 2, Pkt. 23) und dem
Handelshofparkplatz (Route 2, Pkt. 24) liegen deutlich unter dem Mittelwert. Auch die
Standorte am Stadtrand (Route 1, Pkt. 6, 9, Route 3, Pkt. 23) sind weniger erhitzt, da sie in
offener Bebauung an Stellen guter Durchlüftung liegen. Möglicherweise macht sich auch die
Waldnähe dämpfend bemerkbar. Einziger Ausreißer in der Reihe der versiegelten Flächen ist
der Parkplatz auf dem Rathsberg. Die extrem hohe positive Abweichung dürfte im
67
__________________________________________________________________________________________
Zusammenhang mit den Gründen für die Hitze-Insel über der benachbarten Grünfläche
(Route 3, Pkt. 1) stehen (vgl. "Klimaklasse 4").
Auch in den Nachmittagsstunden sind die versiegelten Flächen meist stark erhitzt.
Gelegentlich negative Abweichungen dürften auf Windeinfluss zurückzuführen sein.
Klimaklasse 4: Grünland
Die der Klimaklasse Grünland zugeordneten Messpunkte neigen nachts zur negativen
Abweichung vom Mittelwert (s. Abb. 42).
4,00
24.6.
25.6.
26.6.
tags
Reihe5
3,00
2,00
1,00
0,00
-1,00
3_35
3_34
3_33
3_20
3_19
3_18
3_10
3_9
3_1
2_19
2_18
2_17
2_7
1_32
1_25
1_24
1_19
-3,00
1_2
-2,00
Messpunkte
Abb. 42: Standardisierte Werte der Klimaklasse 4: Grünland
Sie besitzen eindeutig abkühlende Wirkung, sofern sie ausreichend groß sind, denn nur dann
können sie sich gegen die Baumassen durchsetzen und eher Freilandklima annehmen (FEZER
1976, S. 78). Bestätigt wird dies durch den Ausreißer der Rasenfläche im Schlossgarten
(Route 1, Pkt. 19), die durch eine deutliche Überwärmung und vergleichsweise geringere
Größe auffällt. Die hohen Temperaturen stehen vermutlich im Zusammenhang mit der
umgebenden Bebauung, die durch nächtliche Wärmeabgabe der Abkühlung entgegenwirken.
Allen anderen Punkten fehlt eine derartige Umbauung, so dass der nächtliche Kühleffekt des
Grünlandes dominiert.
Ausnahme ist der Standort Wiese auf dem Rathsberg (Route 3, Pkt. 1 bzw. 35). Er weist
nachts eine starke Überwärmung auf. Eine mögliche Erklärung für die erhöhte Wärmeabgabe
der Oberfläche ist eine starke Aufheizung des Bodens durch ganztägig hohe Einstrahlung,
denn auch das umgebende Gelände wird überwiegend landwirtschaftlich genutzt: Die relativ
68
__________________________________________________________________________________________
dunkle Bodenfarbe der dortigen Äcker und der geologische Untergrund (Rhätsandstein)
fördern dabei durch ihre spezifischen Eigenschaften die Speicherung der Wärme. Sandböden
gelten als schlecht leitende Böden (GEIGER 1961, S.153), die sich aufgrund eines größeren
Porenvolumens und einer geringeren Wasserspeicherkapazität tagsüber schneller erwärmen
als beispielsweise Ton. Die Wärme wird dann in den Nachtstunden zum größten Teil durch
Konvektion an die Luft abgegeben und führt zu einer Temperaturerhöhung der unteren
Luftschicht (VDI-KOMMISSION 1988, S. 28f).
Ausgehend von den allgemein niedrigen Nachtwerten auf Grünflächen würde man tagsüber
vergleichsweise hohe Temperaturen erwarten. Doch dem ist nicht so; tagsüber verhalten sich
die Grünflächen einigermaßen ausgeglichen und zeigen sogar ebenfalls eine Tendenz zur
negativen Abweichung. Obwohl von den statistischen Tests nicht als Ausreißer bezeichnet
sticht der Punkt am Ende des Wiesenwegs (Route 1, Pkt. 25) positiv hervor. Für diese
Aufheizung gibt es momentan keine hinreichende Erklärung und wird, da es sich theoretisch
auch um einen Messfehler handeln könnte, unterlassen.
Klimaklasse 5: Flächen mit hohem Baumbestand
Die als Flächen mit hohem Baumbestand charakterisierten Standorte sind von zwei
Ausnahmen abgesehen kühler als der Mittelwert (s. Abb. 43).
4,00
24.6.
25.6.
26.6.
tags
Reihe5
3,00
2,00
1,00
0,00
-1,00
-2,00
1_4
1_18
1_33
2_22
3_7
3_21
-3,00
Messpunkte
Abb. 43: Standardisierte Werte der Klimaklasse 5: Flächen mit hohem Baumbestand
Dies wird verursacht durch ihre Nähe zu Waldrändern bzw. Grünflächen, von deren
Kaltluftproduktion sie profitieren. Ist jedoch keine Nähe zu Wäldern etc. gegeben wie im
69
__________________________________________________________________________________________
Schlossgarten (Route 1, Pkt.18) und im Park der Leo-Hauck-Straße (Route 3, Pkt.7), wird
ersichtlich, dass das Maß der Kaltluftproduktion sowohl von der Größe der Fläche als auch
von der Umbauung abhängt. Bei Punkt 3 der Route 1 kommt neben dem erwähnten
Ursachenkomplex die Exposition nach Süden hinzu. Diese sorgt wie im Meilwald für eine
hohe positive Abweichung in der Nacht.
Tagsüber
wirkt
sich
die
Beschattung
durch
Bäume,
vor
allem
Laubbäume
temperaturmindernd auf die Luft aus, so dass die Standorte generell kühler sind als das Mittel
(BERNATZKY in FEZER 1976, S. 79).
Klimaklasse 6: Wald
Keinen signifikanten Unterschied gibt es zwischen Grünland und Wald. Wie bei Klimaklasse
4 liegen die Temperaturen im Wald sowohl nachts als auch tags hauptsächlich unterhalb des
Mittelwerts und tragen somit im allgemeinen zur Kalt- und Frischluftproduktion bei (s. Abb.
44).
4,00
24.6.
25.6.
26.6.
tags
Reihe5
3,00
2,00
1,00
0,00
-1,00
-2,00
1_3
2_1
2_20
2_28
2_29
3_3
3_22
3_27
-3,00
Messpunkte
Abb. 44: Standardisierte Werte der Klimaklasse 6: Wald
Der Messpunkt Atzelsberger Weg/ Atzelsberger Steig (Route 3, Pkt. 3) im Meilwald weicht
von den anderen Punkten dieser Klasse in der Nacht stark positiv ab. Die Sondersituation des
Meilwalds resultiert – wie bereits erwähnt – vermutlich aus seiner Hanglage und der
Exposition nach Süden. Es kommt dadurch während des Tages zu einem hohen
Strahlungsinput und nachts zur Bildung sogenannter warmer Hangzonen (DEUTSCHER
WETTERDIENST 1989, S. 106), so dass der nächtlich erhitzte Meilwald keine Abkühlung in
70
__________________________________________________________________________________________
den angrenzenden Gebieten (vgl. "Klimaklasse 1") bewirkt; die Klimaverbesserung bleibt in
diesem konkreten Fall auf den Tag beschränkt, während die Temperaturen im Wald (Route 3,
Pkt. 3) und folglich in der nahen offenen Bebauung relativ niedrig sind.
Klimaklasse 7: Gewässer
Die Klimaklasse Gewässer zeichnet sich durch relativ homogene Temperaturen aus und zeigt
aufgrund der schlechte Wärmeleitfähigkeit von Wasser ausgleichende, dämpfende Wirkung
(s. Abb. 45).
4,00
24.6.
25.6.
26.6.
tags
Reihe5
3,00
2,00
1,00
0,00
-1,00
-2,00
1_7
1_29
2_2
2_8
2_11
-3,00
Messpunkte
Abb. 45: Standardisierte Werte der Klimaklasse 7: Gewässer
Sonderfall ist der leicht überhitzte Messpunkt am Kanal (Route 1, Pkt. 29). Da hier nicht
unmittelbar am Ufer, sondern etwas erhöht am Büchenbacher Steg gemessen wurde, wird die
Temperatur wahrscheinlich von der umliegenden Bebauung des geschlossenen Typs
beeinflusst, die in Alterlangen und Büchenbach gewisse Überwärmungstendenzen aufweist
(vgl. Habichtstraße, Route 1, Pkt. 28).
Die Tageswerte liegen ebenso wie die Nachtwerte jeweils unter dem Mittelwert. Ausnahme
ist der Flussübergang der Schwabach an der Sieglitzhofer Straße (Route 1, Pkt. 7). Während
die Nachttemperaturen in der Kaltluftbahn Schwabachtal sehr kühl sind, bewirken tagsüber
die Felder einen Hitzestau (vgl. Kapitel 6.2.1).
71
__________________________________________________________________________________________
4
3_2
3
3_1
2
3_35
1
1_19
3_3
0
-1
-2
1_18
Nacht
-3
Tag
-4
N=
30
30
18
18
8
8
6
6
17
17
5
5
14
14
rs
m
lte
d
au
ge
rB
ie
he
an
be
rt
ua
Ba
ua
Ba
ne
se
os
hl
sc
ge
r
se
äs
he
ew
äc
G
Fl
ve
ho
d
nl
al
rü
W
G
ne
fe
of
st
an
rt
d
Abb. 46: Ausreißer innerhalb der Klimaklassen
0,80
0,60
Nacht
Tag
0,40
0,20
0,00
-0,20
-0,40
-0,60
Be
ba
uu
ng
G
ew
äs
se
r
ge
sc
hl
os
se
ne
Fl
äc
he
ve
rs
ie
ge
lte
Ba
um
be
st
an
d
d
al
G
rü
nl
an
d
W
ho
he
r
of
fe
ne
Be
ba
uu
ng
-0,80
Abb. 47: Gesamtmittelwerte der Klimaklassen
72
__________________________________________________________________________________________
Da die Anzeige der relativen Feuchte an den Handgeräten äußerst sensibel reagiert und die
Tagesmessung am 25.06. von Wind beeinträchtigt war, werden die Feuchtedaten aus der
Tagesmessung nicht interpretiert. Auch eine Einteilung in Klimagruppen erschien aus diesem
Grund nicht sinnvoll. Dennoch können aus den nächtlichen Profilfahrten mit Hilfe der
standardisierten Werte trockenere und feuchtere Zonen in der Stadt ermittelt werden. Bei der
Wertung der Kontrollmessungen (letzter Pkt. = erster Pkt.) ist äußerste Vorsicht angeraten.
Die nächtlichen Luftfeuchtigkeitsverhältnisse in Erlangen zeichnen grob das Temperaturfeld
über der Stadt nach.
Entlang der Route 1 sind die Bereiche Regnitz-Aue, Alterlangen und Büchenbach am
feuchtesten (s. Abb. 48), was im Einklang mit den dort herrschenden Temperaturen steht.
3,00
24
25
26
Reihe4
2,00
1,00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
offene Bebauung
hoher Baumanteil
Grünland
offene Bebauung
offene Bebauung
Gewässer
offene Bebauung
Grünland
Gewässer
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
Grünland
hoher Baumanteil
versiegelte Fläche
offene Bebauung
versiegelte Fläche
offene Bebauung
Gewässer
versiegelte Fläche
offene Bebauung
-4,00
hoher Baumanteil
-3,00
Wald
offene Bebauung
-2,00
Grünland
-1,00
0,00
34
Messpunkte
Abb. 48: Standardisierte Feuchtigkeitswerte des Profils 1 (24.-26.6.01)
73
__________________________________________________________________________________________
Die in Spardorf und Sieglitzhof jedoch bei den Messfahrten festgestellte geringere
Luftfeuchte steht im Gegensatz zu den kühleren Verhältnissen. Obwohl hier der Anteil der
Vegetation an der Gesamtfläche und somit das zur Verdunstung verfügbare Wasserangebot
wesentlich größer ist als in Alterlangen und Büchenbach, wird in Spardorf und Sieglitzhof die
verdunstende Feuchtigkeit durch Windeinfluss in stärkerem Maße abtransportiert; ein Grund
dafür könnte sein, dass die Gegend, in der die Messpunkte liegen, offener ist. Trotzdem würde
man in einer waldnahen Siedlung wie Sieglitzhof eine höhere Luftfeuchte erwarten.
In den Bereichen Buckenhof, Löwenich und Innenstadt liegen die Feuchtewerte
erwartungsgemäß unter dem Mittel. Aufgrund hoher Temperaturen und mangelnder
Grünflächen ist es hier trockener. Selbst die beiden Messpunkte im Schlossgarten (Pkt. 18,
19) zeigen nur unwesentlich erhöhte relative Feuchtigkeiten.
In Profil 2 beschränken sich die verhältnismäßig feuchten Bezirke auf die Regnitz-Aue,
Röthelheimpark und den waldnahen Teil von Buckenhof (s. Abb. 49).
3,00
24
25
26
Reihe4
2,00
1,00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Wald
Wald
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
hoher Baumanteil
versiegelte Fläche
Wald
Grünland
Grünland
Grünland
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
versiegelte Fläche
offene Bebauung
versiegelte Fläche
Gewässer
Grünland
offene Bebauung
-4,00
offene Bebauung
Wald
-3,00
Gewässer
-2,00
-1,00
0,00
30
Messpunkte
74
__________________________________________________________________________________________
An den Messpunkten in der Regnitz-Aue verhindern allnächtlich auftretende Nebel ein
Absinken der relativen Luftfeuchte. Im Röthelheimpark steuert entsprechend den niedrigen
Temperaturen der ehemalige Exerzierplatz die Feuchteverhältnisse, während an den
Messpunkten in Buckenhof der Wald Einfluss ausübt.
Relativ trocken ist es in Frauenaurach; erstaunlicherweise auch im Wald (Pkt. 1) und in der
Nähe des Gewässers Aurach (Pkt. 2). Eigentlich wären gerade hier höhere Werte zu erwarten
gewesen. Messfehler sind jedoch nicht anzunehme, da in allen Nächten diesbezüglich fast
vollständige Übereinstimmung der Feuchtekurven herrscht.
In Bruck und im Forschungszentrum ist es wegen der hohen nächtlichen Temperaturen und
eines geringen Vegetationsanteils verhältnismäßig trocken. Die Erwartung von eventuell
erhöhten Feuchtewerten an stark befahrenen Straßen in diesem Bereich aufgrund großer
Mengen Wasserdampf, die mit den Abgasen des Verkehrs in die bodennahe Luftschicht
gelangen (vgl. NAUMANN 1985, S. 53), wurde nicht bestätigt.
In Profil 3 zeigen die Werte der relativen Luftfeuchte größtenteils die gesetzmäßigen
Verbindungen zu den Temperaturverhältnissen. Nur die Messpunkte im Bereich der
Schwabach sind bei einigermaßen ausgeglichenen Temperaturen relativ feucht, was auf den
Einfluss der Schwabach und der Grünanlage zurückzuführen ist (s. Abb. 50).
Extrem trocken ist es trotz hohen Vegetationsanteils auf dem Rathsberg; doch auch hier dürfte
analog zu den hohen Temperaturen fehlende Windabschirmung und Beschattung die
Zunahme der Luftfeuchtigkeit behindern. Entsprechend dem Versiegelungsgrad sind die
Bezirke Burgberg, Löwenich und Stubenloh trocken. Erst der Exerzierplatz und der
Tennenloher Forst bewirken im Röthelheimpark, der Sebaldussiedlung und in Tennenlohe
einen Anstieg der relativen Luftfeuchte.
Anzumerken sei an dieser Stelle, dass sich die Feuchtewerte im Wald (Pkt. 27) nicht
wesentlich von denen der Umgebung abheben. Ursache hierfür könnte u.a. in den sandigen
Böden liegen. Trotz großen Porenvolumens können sie nur wenig Wasser speichern, da ihnen
das Quellvermögen toniger Böden abgeht. Sie sind also trockener und stellen kein Übermaß
an Wasser zur Verdunstung zur Verfügung.
75
-2,00
-3,00
-4,00
0
2
4
6
26
-1,00
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Grünland
Grünland
Grünland
25
offene Bebauung
Wald
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
versiegelte Fläche
24
Gewässer
offene Bebauung
versiegelte Fläche
offene Bebauung
offene Bebauung
Grünland
Grünland
Grünland
hoher Baumanteil
Wald
versiegelte Fläche
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
offene Bebauung
hoher Baumanteil
offene Bebauung
Grünland
Grünland
Grünland
versiegelte Fläche
Wald
__________________________________________________________________________________________
3,00
Reihe4
2,00
1,00
0,00
32
34
36
Messpunkte
76
__________________________________________________________________________________________
6.5 Zusammenfassung der Ergebnisse aus den Profilen
Zusammenfassend können klare Belastungs- und Ausgleichsflächen im Stadtgebiet erfasst
werden. Zu den Belastungsflächen sind eindeutig die Bereiche der Markgrafenstadt, aber auch
die Bereiche mit überwiegender Blockbebauung in anderen Vierteln und Büchenbach zu
zählen. Hier ist es nicht nur tagsüber, sondern – was viel ausschlaggebender ist – in der Nacht
extrem warm, so dass der Tatbestand für eine Hitze-Insel erfüllt ist. In Büchenbach kommt
hinzu, dass die relative Luftfeuchtigkeit erhöht ist und somit das subjektive Empfinden für
Schwüle früher eintreten kann als in der Belastungszone Innenstadt, wo es den Temperaturen
entsprechend verhältnismäßig trocken ist.
Die kühlen bzw. kühlenden Ausgleichsflächen in Erlangen sind zahlreicher als die
Belastungsbereiche und regelmäßig über das Stadtgebiet verteilt. Zu ihnen gehören die NordSüd verlaufende Regnitz-Aue im Westen, das West-Ost ausgerichtete Schwabach-Tal im
nördlichen Bereich und der ehemalige Exerzierplatz im Südosten der Stadt. Die
Kaltluftproduktion der Schwabach ist räumlich eingeschränkt, und ihre Abkühlungswirkung
auf die benachbarten erhitzten Viertel verhältnismäßig eng begrenzt. Im Vergleich damit ist
die Reichweite des ehemaligen Exerzierplatzes größer, obwohl der Kaltluft-Abfluss wegen
fehlender Hangneigung behindert wird. Den am weitesten ausgedehnten Abkühleffekt bringt
die Regnitz-Aue. In diesen beiden Fällen steht der wahren Ausgleichsfläche jedoch die
tagsüber stattfindende starke Aufheizung entgegen, die bei der Erstgenannten nicht so stark
ausgeprägt ist. Das Schwabachtal (hauptsächlich im Bereich Bürgermeistersteg) ist auch
tagsüber Erlangens Kaltluft-Produzent Nummer 1.
77
AUSWERTUNG DER DETAILMESSUNGEN
__________________________________________________________________________________________
7 AUSWERTUNG DER DETAILMESSUNGEN
Anders als bei den großen Profilen, bei denen die Daten auf den Logger B am kühlsten
Standort des Stadtgebiets zurückgerechnet worden waren, werden die Daten der
Detailmessungen auf den Logger A rückgerechnet. Er steht direkt in der Innenstadt und zeigt
ausnahmslos die höchsten Temperaturen an, so dass dadurch eventuelle Kälte-Inseln
innerhalb der Detailmessungen deutlicher hervortreten. Hinzu kommt, dass die (kleinen)
Messstrecken alle im Bereich der Innenstadt liegen, und somit ein ähnliches Erwärmungsund Abkühlungsverhalten wie am Logger A vorausgesetzt werden kann.
Nach dem gleichen Regressionsverfahren (vgl. Kapitel 4.4.4) werden die Daten der
Frühmessungen auf den jeweils kältesten Zeitpunkt der Nacht umgerechnet, der mit dem Ende
der Messreihen zusammenfiel. Die Mittagsmessungen wurden auf 14:00 Uhr, die
Nachtmessungen auf 21:00 zurückgerechnet.
Statistische Test können nicht in die Auswertung eingehen, da die Klassengrößen für
aussagekräftige Ergebnisse zu klein sind.
7.1 Temperaturverhältnisse
7.1.1 Schlossgarten (Profile a – d)
Frühmessungen
Bei den Frühmessungen der Profile a – d, die den Schlossgarten und die angrenzenden
Straßen und Plätze umfassen, ist ein deutlicher Unterschied zwischen asphaltierten Flächen
außerhalb und vegetationsbestandenen Flächen innerhalb des Parks zu erkennen (s. Abb. 51).
Alle Messpunkte außerhalb des Parks liegen – wenn auch teilweise nur knapp – über dem
Durchschnitt, während die Punkte im Park hauptsächlich unterhalb des Durchschnitts liegen.
Ein genaueres Bild ergibt sich durch die jeweiligen Abweichungen von Logger A (s. Abb. 52).
78
__________________________________________________________________________________________
P ro fil a
P ro fil b
2 ,0
2 ,0
1 ,0
1 ,0
0 ,0
0 ,0
-1 ,0
-1 ,0
-2 ,0
-2 ,0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
5
6
7
8
P ro fil d
P rofil c
2,0
2,0
1,0
1,0
0,0
0,0
-1,0
-1,0
-2,0
-2,0
0
1
2
3
4
5
0
1
2
P ro fil e
3
4
Profil f
2 ,0
2,0
1 ,0
1,0
0 ,0
0,0
-1 ,0
-1,0
-2,0
-2 ,0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1
9
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Abb. 51: Standardisierte Mittelwerte der Profile a-f (Frühmessungen)
P ro f il a
0
1
2
3
4
5
P ro fil b
6
7
8
9
10
0
0 ,0
0 ,0
-1 ,0
-1 ,0
-2 ,0
-2 ,0
-3 ,0
-3 ,0
-4 ,0
-4 ,0
1
2
1
2
4
5
6
7
8
5
6
7
8
P ro fil d
P rofilc
0
3
3
4
0
5
0,0
0 ,0
-1,0
-1 ,0
-2,0
-2 ,0
-3,0
-3 ,0
-4,0
-4 ,0
1
2
3
4
Abb. 52: Mittlere Temperaturabweichungen der Profile a – d von Logger A
(Frühmessungen)
79
__________________________________________________________________________________________
• Innerhalb des Schlossgartens
Innerhalb des Parks liegt die durchschnittliche Abweichung von Logger A bei –2,3K (s. Tab.
12). Die größten Abweichungen sind an den Punkten a4 und a5 festzustellen, die die mittlere
Standardabweichung von 0,3 übertreffen.
Tab. 12: Mittlere Temperaturabweichung der Profile a – d von Logger A
(Frühmessungen)
mittlere T-Abweichung [K]
Standardabweichung s
innerhalb des Parks
-2,3
0,3
Wald
-2,4
0,1
Rasen
-2,3
0,3
außerhalb des Parks
-2,0
0,0
Die beiden Punkte liegen auf einer relativ offenen Fläche auf Rasen, wo die Auskühlung
durch fehlende Vegetationsüberdeckung ungestört vonstatten gehen kann. Standort a5
befindet sich in unmittelbarer Nähe zum Brunnen. Ein kühlender Einfluss durch das Wasser
kann in den Nachtstunden nicht ausgeschlossen werden.
Die geringste Abweichung von Logger A innerhalb des Schlossgartens hat Punkt b6 mit
-1,0K. Diese Messstelle liegt direkt an der nordexponierten Wand des Kollegienhauses.
• Außerhalb des Schlossgartens
Die
Temperatur
der
umgebenden
Straßen
(Universitäts-,
Krankenhaus-
und
Wasserturmstraße) und des Schlossplatzes außerhalb des Parks weisen homogene
Minimumtemperaturen auf. Ihre mittlere Abweichung von der Basistemperatur an Logger A
beträgt –2,0K (s. Tab. 12). Weder die Entfernung zum Garten noch die Nähe zum Brunnen
auf dem Schlossplatz (Pkt. a9) scheinen Einfluss auf die Minimumtemperaturen auf den
asphaltierten Messorten zu haben. Berücksichtigt man hier die bei den großen Profilfahrten
festgestellte Differenz zwischen den Temperaturen an den als Innenstadt bzw. dichte
Bebauung bezeichneten Messpunkten des Profils 1 (Pkt. 17, 20, 21) und an Logger A, die in
den beiden für die Detailmessungen relevanten Nächten (22.5. und 24.6.) –1,9K betrug, so
liegt die Schlussfolgerung nahe, dass in den frühen Morgenstunden, zur Zeit der maximalen
Auskühlung weder der Schlossgarten noch der Brunnen auf 100% versiegelter Fläche
abkühlende Wirkung besitzen.
80
__________________________________________________________________________________________
Mittagsmessungen
Beim 14:00 Uhr-Termin ist das Temperaturfeld innerhalb des Schlossgartens wesentlich
heterogener ausgeprägt als am Morgen (s. Abb. 53);
darauf
weist
die
hohe
Standardabweichung (0,6) von der mittleren Temperaturabweichung (–2,5K) von Logger A
hin (s. Tab. 13).
Profil a
0
1
2
3
4
5
Profil b
6
7
8
9
10
1,0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
5
6
7
8
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
Profil c
0
1
2
Profil d
3
4
5
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
0
1
2
3
4
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
(Mittagsmessungen)
(Mittagsmessungen)
innerhalb des Parks
-2,5
0,6
Wald
-3,3
0,1
Rasen
-2,4
0,6
-1,1
0,5
81
__________________________________________________________________________________________
Hier scheint eine Einteilung in die Klimaklassen Wald und Rasen sinnvoll. Die WaldStandorte (Pkt. a3, c4) haben mit rund –3,3K die größte Abweichung vom Innenstadtklima.
Die Rasen-Standorte weichen durchschnittlich –2,4K davon ab, doch stechen die Punkte a5
und b6 durch außergewöhnlich starkes Unter- bzw. Überschreiten der Standardabweichung
hervor. Während Punkt a5 seit Sonnenaufgang ungehinderter Sonneneinstrahlung ausgesetzt
ist und dadurch extrem hohe Temperaturen erreicht, die im Schnitt nur 0,3K unter dem
Basiswert liegen, profitiert Punkt b6 von der Nord-Exposition der Hausfassade. In der fast
ganztägig vorherrschenden Schattenlage ist es um etwa 3,6K kälter als an Logger A.
Außerhalb des Schlossgartens zeichnet sich nun im Vergleich zu den Frühmessungen ein
differenzierteres Bild ab: Während die Punkte a7 und a8 auf dem Schlossplatz durch
minimalste Abweichungen vom Logger A (durchschnittlich nur –0,1K) auffallen, schwanken
die anderen Messorte zwischen –0,6K und –2,1K. Letztere liegen in direktem Anschluss an
den Garten oder zumindest in Verlängerung der Ausgänge. Die Standorte auf dem Platz
werden durch das Schloss vom Garten abgeschirmt. Da es bei den Nachmittagsmessungen um
14:00 Uhr kaum mehr einen Unterschied zwischen den Innenstadt-Messpunkten des Profils 1
und der Station A gibt, lässt das darauf schließen, dass der Schlosspark durchaus eine
Abkühlungswirkung besitzt. Zwar ist sie sehr eng begrenzt und reicht nicht bis auf die andere
Seite des Schlossgebäudes, wohl aber bis auf die gegenüberliegende Straßenseite von
Wasserturm-, Krankenhaus- und Universitätsstraße.
Auffällig ist außerdem die in der heißesten Tageszeit einsetzende Kühlwirkung des Brunnens
auf dem Marktplatz (Pkt. a9). Denn während die Abweichung vom Logger A an den
Messpunkten a7 und a8 –0,2K bzw. 0,1K beträgt, steigt sie in unmittelbarer Brunnennähe auf
–0,7K. Der Abkühlungseffekts ist also auf eine Reichweite von weniger als 4m beschränkt
(Abstand zwischen Pkt. a8 und a9 5 Schritte; entspricht etwa 4m), da er von der Größe der
versiegelten Fläche und damit vom Wärmespeichervermögen des Platzes überdeckt wird.
82
__________________________________________________________________________________________
Abendmessungen
Bei den Abendmessungen stellt sich innerhalb des Parks eine wieder relativ homogene
Temperatur ein, die weitgehend unabhängig von der Vegetationsdichte oder dem Untergrund
zu sein scheint (s. Abb. 54). Die mittlere Abweichung von der Temperatur an Logger A
beträgt um 21:00 Uhr –1,1K mit einer Standardabweichung von nur 0,3 (s. Tab. 14).
Profil a
0
1
2
3
4
5
Profil b
6
7
8
9
10
0
3,0
3,0
2,0
2,0
1,0
1,0
0,0
0,0
-1,0
-1,0
-2,0
-2,0
1
2
1
2
4
5
6
7
8
5
6
7
8
Profil d
Profil c
0
3
3
4
5
0
2,0
2,0
1,0
1,0
0,0
0,0
-1,0
-1,0
-2,0
-2,0
-3,0
-3,0
1
2
3
4
(Abendmessungen)
(Abendmessungen)
innerhalb des Parks
-1,1
0,3
Wald
-1,2
0,1
Rasen
-1,1
0,3
-0,3
0,5
Im Laufe des Nachmittags, in der Zeit zwischen 14:00 und 21:00 Uhr kühlt der Garten um
durchschnittlich 2,6°C ab. Der einzige Messpunkt mit einer wesentlich höheren
Abkühlungsrate ist Punkt a5 neben dem Brunnen. Binnen sieben Stunden sinkt dort die
Temperatur um rund 4,9°C. Es liegt die Vermutung nahe, dass hier neben der offenen Lage
und dem Rasenuntergrund auch der Brunnen eine wichtige Rolle bei der starken Abkühlung
83
__________________________________________________________________________________________
spielt. Extrem gering kühlt Punkt b6 mit nur 1,4°C ab. Bei der Mittagsmessung fällt dieser
Standort direkt an der Gebäudemauer durch eine hohe Abweichung vom Logger A (–3,6K)
auf.
Außerhalb des Schlossgartens ist die Situation ähnlich wie am Mittag. Die Standorte auf dem
Schlossplatz übersteigen die Temperaturen des Basisloggers A um +0,6K; in der
Krankenhaus- (Pkt. a1, a2), Universitäts- (Pkt. c1, c2, d1, d2) und Wasserturmstraße (Pkt. d6,
d7) liegen sie durchschnittlich –0,6K unter der des Basisloggers. Offensichtlich profitieren
auch in den Abendstunden die unmittelbar anschließenden Straßen von der Kaltluft-Oase
Schlossgarten, am meisten die Punkte a1, a2 und d6 mit einer mittleren Abweichung von –
0,8K bzw. –0,9K. Der Auskühleffekt wird an allen drei Standorten durch fehlende
Hindernisse und an Punkt d6 speziell durch den im Osten angrenzenden Botanischen Garten
gefördert.
Der Schlossplatz hingegen weist ein eigenes, vom Park unbeeinflusstes Mikroklima auf.
Interessant ist, dass der Brunnen nun seine Abkühlungswirkung wohl verloren hat, denn die
Temperatur am entsprechenden Messpunkt a9 liegt abends jeweils in derselben
Größenordnung wie die Punkte a7 und a8.
7.1.2 Altstädter Kirchenplatz – Theaterplatz (Profil e)
Frühmessungen
Bei den Frühmessungen über Altstädter Kirchenplatz und Theaterplatz ist anhand der
standardisierten Temperatur-Mittelwerte zu erkennen, dass der Altstädter Kirchenplatz
deutlich wärmer ist als der angrenzende Theaterplatz (s. Abb. 51). Ersterer liegt mit
Temperaturen um 9,3°C um etwa 0,5K über den Werten des Theaterplatzes. Grund für diesen
Temperaturunterschied ist wohl der Grad der Versiegelung. Während der Altstädter
Kirchenplatz zu fast 100% gepflastert und asphaltiert ist und keine nennenswerte
Vegetationsbestände besitzt, ist der Theaterplatz zur Hälfte mit abwechslungsreicher Botanik
versehen. Auch der Parkplatz ist durchwegs von Bäumen und Sträuchern durchsetzt und so
von den Häusern abgeschirmt.
84
__________________________________________________________________________________________
P ro fil e - F rü h
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 ,0
-1 ,0
-2 ,0
-3 ,0
-4 ,0
Abb. 55: Mittlere Temperaturabweichungen des Profils e von Logger A
(Frühmessungen)
Die mittleren Abweichungen von Logger A (s. Abb. 55, Tab. 15) bestätigen, dass der
Altstädter Kirchenplatz eindeutig dem Innenstadtklima zuzurechnen ist – wird die Differenz
von ca. 2K zur Basisstation berücksichtigt (vgl. Kapitel 6.1.1).
Tab. 15: Mittlere Temperaturabweichung des Profils e von Logger A
(Frühmessungen)
Altstädter Kirchenplatz
-2,0
0,1
Theaterplatz
-2,5
0,1
Ebenso wie bei den Frühmessungen auf dem Schlossplatz ist in Brunnennähe an Punkt e3
(vgl. Pkt. a9) keine gesonderte Wirkung durch das Wasser auszumachen. Der erhöhte
Grünanteil (Pkt. e5) auf dem Theaterplatz hingegen sorgt für eine stärkere nächtliche
Abkühlung, die sich auf den asphaltierten Teil, die Punkte e6 bis e8, dämpfend auswirkt.
Mittagsmessungen
Zur Zeit des Einstrahlungsmaximums gewinnen neben dem Rasenanteil des Theaterplatzes
auch der Brunnen auf dem Altstädter Kirchenplatz an Bedeutung. Am Punkt e3 mit etwa 3m
Abstand zum Brunnen weicht die Temperatur um –0,9K ab (s. Abb. 56). Man beobachtet das
gleiche Phänomen wie auf dem Schlossplatz.
Anders als bei KRATZER (1956, S. 78f), der während Mittags- und Nachmittagsstunden eine
Unterkühlung in engen Gassen beobachtet, werden an Punkt e2 in der Kirchenstraße minimal
höhere Temperaturen wie an der Station A erreicht. Messort e4 an der engsten Stelle des
Altstädter Kirchenplatzes am Übergang zum Theaterlatz übertrifft sie sogar um +0,9K.
85
__________________________________________________________________________________________
Der baumbestandene Theaterplatz (Pkt. e5) ist schon kühler (s. Tab. 16), doch hält sich eine
positive Wirkung auf den benachbarten Parkplatz (Pkt. e6, e7) in Grenzen. Mit zunehmender
Entfernung von der kleinen Parkfläche sind wieder Innenstadttemperaturen erreicht.
Profil e - Mittag
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
(Mittagsmessungen)
(Mittagsmessungen)
-0,2
0,7
Theaterplatz
-0,6
0,5
Auffallend ist die verhältnismäßig große Abweichung an Punkt e8 (–1,4K). Sie rührt daher,
dass er wie Messpunkt a6 im Schlossgarten tagsüber immer im Gebäudeschatten liegt.
Unterschied ist, dass hier durch Wärmeabstrahlung des asphaltierten Untergrunds der
Theaterstraße, die bereits wieder in der Sonne liegt, eine Abweichung von Logger A in
derselben Größenordnung wie bei Punkt a6 verhindert wird.
86
__________________________________________________________________________________________
Abendmessungen
Um 21:00 Uhr treten momentan kaum Differenzen zum Innenstadtklima auf. Die Messpunkte
auf dem Altstädter Kirchenplatz liegen durchschnittlich +0,2K über dem Basiswert (s. Abb.
57, Tab. 17). Am wärmsten ist es wie bereits in den Frühmessungen an Punkt e2 in der
Kirchenstraße.
Profil e - Abend
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2,0
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
(Abendmessungen)
(Abendmessungen)
+0,2
0,2
Theaterplatz
0,0
0,3
Bei Punkt e3 scheint nun die Kühlwirkung des Brunnens um diese Tageszeit auszubleiben.
Die Abweichung von Logger A beträgt +0,3K, so dass die Annahme naheliegt, dass – wie
beim Schlossplatz – die Größe der versiegelten Fläche durch ihre Wärmeabstrahlung größeren
Einfluss auf die Umgebung hat als das Wasser.
Die Messpunkte auf dem Theaterplatz erreichen im Mittelwert genau die Temperaturen des
Basisloggers. Nur Punkt e5 auf der Rasenfläche des Theaterplatzes weicht etwas stärker
negativ mit –0,5K ab. Wie zu erwarten handelt es sich hierbei um den kältesten Ort innerhalb
dieses Profils. Seine Abkühlungswirkung bleibt jedoch punktuell und reicht weder zum
Übergang zum Altstädter Kirchenplatz (Pkt. e4) noch bis zum asphaltierten Parkplatz (Pkt.
e6).
87
__________________________________________________________________________________________
7.1.3 Langemarckplatz – Rathausplatz ( Profil f)
Frühmessungen
Innerhalb des Profils f, das von der Fahrstraße (Pkt. f1) über den Langemarck- und
Rathausplatz bis zur Nürnberger Straße (Pkt. f10) führt, ist ähnlich den vorherigen Profilen in
den Morgenstunden eine klare Trennung zwischen vegetationsbestandenen oder mit
Vegetation durchsetzten (Pkt. f1-f7) und rein versiegelten Flächen zu erkennen (s. Abb. 51).
Die Abweichungen von der Bezugsstation A (s. Abb. 58) machen deutlich, dass die Messorte
auf und um den Langemarckplatz (Pkt. f1-f7) durchschnittlich ein halbes Grad kühler sind als
auf dem Rathausplatz (s. Tab. 18).
Profil f - Früh
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
Abb. 58: Mittlere Temperaturabweichungen des Profils f von Logger A
(Frühmessungen)
Tab. 18: Mittlere Temperaturabweichung des Profils f von Logger A
(Frühmessungen)
Profil ganz
-2,7
0,2
Langemarckplatz
-2,8
0,1
Rathausplatz
-2,3
0,0
Das ist u.a. auf den Baumbestand zurückzuführen, der in aller Regel auch eine geringe
Tagesschwankung bewirkt (KRATZER 1956, S. 78). Obwohl Punkt f1 in der Fahrstraße
relativ warm ist, weist die verhältnismäßig große Abweichung (–2,6K) darauf hin, dass hier
noch
ein
gewisser
Kaltlufteinfluss
wirkt.
Ob
dieser
jedoch
ausschließlich
der
Abkühlungswirkung des Langemarckplatzes zuzuschreiben ist, kann nicht eindeutig bestimmt
werden, da in nördlicher Richtung die Grünfläche des städtischen Hallenbades angrenzt.
88
__________________________________________________________________________________________
Auf dem Rathausplatz liegen die Temperaturen mit –2,3K – unter Beachtung des nächtlichen
2°-Unterschieds zwischen Logger-Standort und sonstiger dichter Bebauung – nur knapp
unterhalb des Innenstadtniveaus. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass auch hier zur Zeit der
maximalen
Ausstrahlung
der
Brunnen
(Pkt.
f9)
auf
dem
Rathausplatz
keinen
Abkühlungseffekt besitzt.
Mittagsmessungen
Bei den Mittagsmessungen können keine klaren Trends bezüglich oberflächenabhängiger
bzw. vegetationsgebundener Temperaturunterschiede gefunden werden (s. Abb. 59).
Profil f - Mittag
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
(Mittagsmessungen)
Hingegen scheinen sich die relativ komplexen vertikalen Strukturen von Hoch- und
Niedrighäusern, Bäumen, Sträuchern und Büschen, Blumenbeeten, Rasenanlagen und Plätzen
bemerkbar zu machen (vgl. Kapitel 3.4, Abb. 5). Diese Gegebenheiten, charakteristisch für
den Übergang zur lockeren Bebauung, können gerade beim Einstrahlungsmaximum
turbulente Verwirbelungen der Luft verursachen, die zum Teil aus kühleren Bereichen der
Stadt und aus der weniger dicht bebauten Umgebung herantransportiert wird. Es ergeben sich
folglich aus den Temperaturmessungen zur Mittagszeit schwer interpretierbare Ergebnisse.
Die Messpunkte auf dem Langemarckplatz weichen durchschnittlich –0,9K vom
Innenstadtklima ab, die auf dem Rathausplatz (Pkt. f8-f10) nur –0,7K (s. Tab. 19). Auf dem
Rathausplatz ist ebenso wie auf dem Schlossplatz und Altstädter Kirchenplatz zur Mittagszeit
eine Abkühlungswirkung durch das Brunnenwasser zu vermerken: Messpunkt f9 im Abstand
von ca. 5m profitiert davon mit einer um etwa 1° kühleren Temperatur als die Messpunkte f8
und f10.
89
__________________________________________________________________________________________
(Mittagsmessungen)
Profil ganz
-0,8
0,4
Langemarckplatz
-0,9
0,5
Rathausplatz
-0,7
0,4
Abendmessungen
In den abkühlenden Abendstunden scheinen die Turbulenzen nachzulassen, denn es tritt
wieder eine markantere Zweiteilung der Profillinie auf (s. Abb. 60), die sich auch in ihrer
mittleren Abweichung vom Logger A deutlich unterscheidet (s. Tab. 20).
Profil f - Abend
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
3,0
2,0
1,0
0,0
-1,0
-2,0
(Abendmessungen)
(Abendmessungen)
Profil ganz
+1,2
0,6
Langemarckplatz
+0,8
0,4
Rathausplatz
+2,1
0,2
Der Bereich der Messpunkte f1 bis f7 weicht durchschnittlich +0,8K ab. Das Kältezentrum ist
eindeutig auf die vegetationsbestandenen Punkte f3 bis f6 beschränkt, so dass insgesamt von
einer positiven Wirkung der kleinen Grünanlage Langemarckplatz und Garten der
Neuapostolischen Kirche auf die angrenzenden Straßen ausgegangen werden kann.
90
__________________________________________________________________________________________
In den Abendstunden kristallisiert sich der Rathausplatz als Hitze-Insel innerhalb der
Innenstadt heraus. Die Abweichungen der Messpunkte f8 bis f10 schwanken zwischen +1,8K
und +2,3K, und die Lufttemperatur übertrifft mit durchschnittlich 25,0°C die Temperatur des
Schlossplatzes (22,1°C) und des Altstädter Kirchenplatzes (22,3°C) wesentlich. Der Brunnen
hat aber genau wie in den anderen Fällen bei den Abendmessungen keine mit der Mittagszeit
vergleichbare Abkühlungswirkung mehr.
Wie bereits bei der Auswertung der großen Profile 1 – 3 erwähnt, ist die Interpretation der
Daten, die aus den mobilen Messungen der relativen Luftfeuchtigkeit stammen, äußerst
problembehaftet. Die Messgeräte reagieren extrem sensibel auf nur die geringste
Luftbewegung, weshalb gerade bei den – zum Teil windbeeinflussten – Mittagsmessungen
mit Messfehlern gerechnet werden muss. Es wäre wissenschaftlich unkorrekt, bei der
verhältnismäßig geringen Menge an verfügbaren Daten, weiterführende Überlegungen oder
Interpretationsansätze zu versuchen.
7.2.1 Schlossgarten (Profile a – d)
Bei den Profilen a – d, die den Schlossgarten umfassen, ist bei allen drei Messterminen die
Tendenz feststellbar, dass der Park höhere Luftfeuchtigkeitswerte aufweist (s. Tab. 21).
Während in den Morgenstunden und am Mittag der Unterschied durchschnittlich 3% beträgt,
ist der Park am Abend mit 4% feuchter als die angrenzenden Straßen bzw. Plätze. Dies steht
in
unmittelbarem
Zusammenhang
mit
bereits
in
Kapitel
7.1.1
beschriebenen
Temperaturgegensätzen und dem großen Vegetationsanteil im Schlosspark. Das dort zur
Verdunstung verfügbare Wasserangebot ist natürlich wesentlich größer als auf den
versiegelten Flächen, auf denen zusätzlich die verdunstende Feuchtigkeit durch Windeinfluss
stärker abtransportiert wird als im Garten.
Es fällt außerdem auf, dass der Messpunkt c4 stets die höchste relative Luftfeuchtigkeit
aufweist. Er liegt im dichtesten Waldbestand des Gartens, wo wegen mangelnder Erwärmung
und Windruhe die Luftfeuchtigkeit tagsüber hoch bleibt. Punkt a3 liegt zwar ebenfalls im
Baumbestand, doch unterscheidet sich dieser Standort durch den Krautunterwuchs, der nur
91
__________________________________________________________________________________________
eine Höhe von ca. 0,5m erreicht. Seine Lage ist also offener, was in der größeren täglichen
Amplitude von 55% entgegen 44% an Punkt c4 zum Ausdruck kommt.
Außerhalb
des
Parks
entspricht
die
relative
Luftfeuchtigkeit
etwa
den
Lufttemperaturverhältnissen. Der Brunnen auf dem Schlossplatz macht sich im übrigen nur
geringfügig durch erhöhte Feuchtewerte bemerkbar. Bei den Mittagsmessungen, wo eine
abkühlende Wirkung am Brunnen festgestellt werden kann, beträgt die Zunahme der relativen
Luftfeuchtigkeit von Punkt a8 auf Punkt a9 lediglich 1%.
Tab. 21: Mittlere Werte der relativen Luftfeuchtigkeit (Profile a-f) (in %)
Profil
a-d
e
f
morgens
mittags
abends
innerhalb Schlossgarten
90
38
71
außerhalb Schlossgarten
87
35
66
82
36
56
Theaterplatz
88
35
60
Langemarckplatz (f1-f6)
88
33
68
Rathausplatz (f7-f10)
88
33
70
7.2.2 Altstädter Kirchenplatz – Theaterplatz (Profil e)
Bei den Früh- und Abendmessungen ist hier eine markante Zweiteilung der Kurve
auszumachen: Die Messpunkte e1 bis e4, die sich auf dem Altstädter Kirchenplatz befinden,
sind mit durchschnittlich 82% früh und 56% abends deutlich trockener als die auf dem
Theaterplatz – unabhängig von Rasen oder Asphalt, wo der mittlere Wert der Punkte e5 bis e8
bei 88% am Morgen und bei 60% am Abend beträgt (s. Tab. 21). Bei Sonnenaufgang befand
sich möglicherweise noch ein bisschen Tau auf dem Rasen, was die relativ Feuchte ansteigen
lässt; nach Aussetzen der Strahlung am Abend bewirkt die raschere Abkühlung auf dem
Theaterplatz – im Vergleich zum Altstädter Kirchenplatz – eine entsprechend stärkere
Zunahme der Luftfeuchtigkeitswerte.
Bei den Mittagsmessungen ist der Unterschied zwischen den beiden Plätzen nicht mehr so
gravierend. Die Luftfeuchtigkeitswerte auf dem Altstädter Kirchenplatz sind relativ
ausgeglichen (36%) – mit Ausnahme an Punkt e1, für dessen hohen Wert (39%) es jedoch
keine einleuchtende Erklärung gibt. Wahrscheinlich handelt es sich hierbei um einen
Messfehler. Der Brunnen (Pkt. e3) zeigt den aufgrund des Temperaturabfalls von 0,8° zu
erwartenden Anstieg der relativen Luftfeuchte nicht.
92
__________________________________________________________________________________________
Auf dem Theaterplatz kommt nun möglicherweise der Oberflächenunterschied zum Tragen.
Während Punkt e5 von der relativ lange anhaltenden Transpiration der Pflanzen (Rasen und
Bäume) profitiert und den höchsten Luftfeuchtigkeitswert (37%) aufweisen kann, erreichen
die anderen Standorte auf dem Theaterplatz Feuchteminima von rund 34%.
7.2.3 Langemarckplatz – Rathausplatz (Profil f)
Die Punkte f1 und f2, die in der Fahr- bzw. Henkestraße liegen, sind verhältnismäßig trocken.
Ihre Mittelwerte betragen früh 86%, mittags 32% und abends 64% und liegen somit jeweils
unterhalb der Feuchtigkeitswerte der Punkte f4 bis f6. Diese zeichnen sich durch einen
höheren Anteil an Vegetation aus, welche die Verdunstungsmöglichkeit und die relative
Luftfeuchtigkeit steigert. Hier schwankt die Luftfeuchte am Morgen zwischen 88% und 89%,
am Mittag zwischen 33% und 34% und am Abend zwischen 69% und 71%.
Anzumerken sei an dieser Stelle, dass die Mitte des Langemarckplatzes mit locker stehenden
Bäumen (Pkt. f3) im Vergleich mit den anderen "Vegetationsstandorten" (Pkt. f4 – f6)
entsprechend den Temperaturverhältnissen trocken ist. Eine mögliche Ursache hierfür mag im
Untergrund liegen, der nicht aus Rasen, sondern aus Schotter besteht.
Der warme Rathausplatz ist mit Durchschnittswerten von 88 % morgens, 33% mittags und
70% abends (s. Tab. 21) relativ zu feucht; die Temperaturverhältnisse ließen niedrigere Werte
erwarten. Trotzdem ist hier zur Mittagszeit keine explizite Wirkung des Brunnens in Form
(nochmal) erhöhter Luftfeuchtigkeit zu erkennen, obwohl die Lufttemperatur an Punkt f9
aufgrund des Wassers um ca. 1K sinkt gegenüber den Punkten f8 und f10.
93
__________________________________________________________________________________________
7.3 Zusammenfassung der Detailmessungen
Die Abkühlungswirkung des Schlossgartens ist auf die Mittags- und Abendstunden
beschränkt. Der generell feuchtere Park ist am Mittag durchschnittlich –2,5K und am Abend
-1,1K kühler als die Innenstadt. Während der Schlossplatz westlich vom Schlossgebäude nie
von dieser tagsüber ausgeprägten Kälte-Oase profitiert, sinken die Temperaturen in der
Wasserturm-, Krankenhaus- und Universitätsstraße zwischen –0,6K und –2,1K am Mittag und
um rund –0,6K am Abend. Der Abkühlungseffekt des Schlossgartens reicht also bis auf die
angrenzenden Straßen, sofern die dazwischen liegenden Hindernisse nicht zu groß sind wie
beispielsweise das Schloss.
Auf dem Theaterplatz macht sich zu jeder Tageszeit der hohe Vegetationsanteil bemerkbar. In
der Früh wird der gesamte Platz – ausgehend vom Rasen im nördlichen Bereich – um
durchschnittlich –0,5K abgekühlt. Die Abkühlungsreichweite erstreckt sich also auf etwas
über 100m! Am Mittag und am Abend beträgt der Grad der Abkühlung zwar auch ungefähr
-0,5K, doch ist die Reichweite mittags nur ca. 60-70m groß und am Abend noch geringer.
Beim Langemarckplatz, zu dem auch der Garten der Neuapostolischen Kirche zählt, ist der
Abkühleffekt nur in den Morgen- und Mittagsstunden mit –0,8K bzw. –0,9K zu verzeichnen.
Die Reichweite der Kühlwirkung kann leider nicht genau festgelegt werden. Am Abend geht
jegliche
Abkühlungswirkung
verloren,
und
es
kommt
im
Gegenteil
zu
Überhitzungstendenzen.
Die Kühlwirkung der Brunnen auf dem Schlossplatz, Altstädter Kirchenplatz und
Rathausplatz sind fast identisch. Am Morgen und am Abend ist kein kühlender Einfluss
festzustellen. Mittags hingegen sinken die Temperaturen in Brunnennähe um –0,7K am
Schlossplatz mit einer maximalen Reichweite von ca. 4m, um –0,9K am Altstädter
Kirchenplatz mit einer Mindestreichweite von 3m und um ca. –1,0K auf dem Rathausplatz,
wo der Abkühleffekt mindestens 5m weit reicht.
Die Kühlwirkungen machen sich jedoch nicht in einer Zunahme der relativen Luftfeuchtigkeit
bemerkbar. Ausnahme ist der Brunnen auf dem Schlossplatz; mittags ist es dort ca. 1%
feuchter als auf dem restlichen Platz.
94
ERKENNTNISSE DER UNTERSUCHUNG
__________________________________________________________________________________________
8 ERKENNTNISSE DER UNTERSUCHUNG
Das erste Ziel dieser Arbeit war, eine klimatische Differenzierung des Stadtgebietes von
Erlangen bei sommerlichen autochthonen Wetterlagen anhand der meteorologischen
Elemente Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit vorzunehmen. Dabei sollte eine
Ausweisung von prinzipiellen Ausgleichs- und Belastungsflächen erfolgen.
Dazu wurden an charakteristischen Standorten fünf Datalogger aufgestellt, die im Zeitraum
Mai bis September 2001 die Temperatur und die relative Feuchte aufzeichneten. Um
möglichst alle Stadtviertel abzudecken, wurden zusätzlich drei Profile durch die Stadt gelegt,
die in vier Strahlungsnächten und an einem windarmen Sommertag abgefahren wurden.
Bei der Auswertung der Loggerstandorte kristallisierte sich heraus, dass die Innenstadt
(Logger A) mit sowohl höchsten Tagestemperaturen als auch höchsten Minimumtemperaturen
erwartungsgemäß am wärmsten und am trockensten ist. Mit den jeweils niedrigsten
Temperaturen zeichnet sich Loggerstandort B in der lockeren Bebauung aus. Die Luft ist hier
durchschnittlich –1,9K kühler als in der dichten Bebauung, was auf einen hohen Anteil an
abwechslungsreicher, aufgelockerter, überwiegend niedriger Vegetation zurückzuführen ist.
Standort B ist jedoch nicht – invers zu den Temperaturverhältnissen – auch am feuchtesten,
sondern Standort D in Bruck. Die Lage am Rand der Regnitz-Aue wirkt sich hier
temperaturausgleichend aus und spiegelt sich gleichzeitig durch erhöhte Luftfeuchtigkeit
wider. Standort C in Sieglitzhof liegt im Einflussbereich des erhitzten Meilwalds. Dies wird in
vergleichsweise
hohen
Minimumtemperaturen
und
geringer
relativer
Luftfeuchte
offensichtlich, welche im Mittel nur 2% über dem Innenstadtwert liegt.
Die höhere Auflösung durch die Profil-Messfahrten zeigte nächtliche Hitze-Inseln vor allem
in Bereichen dichter (Block-) Bebauung (z.B. Drausnick-, Wilhelm-, Helmstraße,
Krankenhaus) und auf großen versiegelten Flächen und Verkehrswegen (z.B. Schlossplatz,
diverse Parkplätze, Herzogenauracher Damm, Werner-von-Siemens-Straße). Die Ausbildung
warmer Zonen, die den Wärme-Archipel Erlangens bilden, konzentrieren sich auf die
Bereiche Markgrafen-/ Innenstadt, Buckenhof, Forschungszentrum und Bruck-West.
Sonderfälle sind die Hitze-Inseln auf dem Rathsberg und in Büchenbach. Ihnen allen
gemeinsam – mit Ausnahme von Büchenbach – ist die gegenüber anderen Vierteln niedrige
Luftfeuchtigkeit. Allein in Büchenbach sind die Feuchtewerte erhöht.
95
__________________________________________________________________________________________
Kaltluftentstehungs- bzw. –staugebiete wurden hauptsächlich in Flusstälern und Auen (z.B.
Schwabach, Regnitz, Aurach) und auf Brachflächen (z.B. ehemaliger Exerzierplatz) erfasst.
Sie weisen alle eine hohe relative Feuchte der Luft auf. Als Ausgleichsflächen kann aber
letztlich nur die Schwabachaue im Bereich der Grünanlage am Bürgermeistersteg gelten, da
sie auch tagsüber einigermaßen kühle Lufttemperaturen erreicht.
Eine Aufschlüsselung der Ergebnisse in Klimaklassen ergibt einen definitiven Unterschied
zwischen bebauten und unbebauten Flächen. Offene Bebauung ist im allgemeinem stark
abhängig von den Einflüssen der näheren Umgebung. In Erlangen besteht die Tendenz, dass
die westlichen Bereiche (Büchenbach, Alterlangen, Frauenaurach) wärmer sind als die
östlichen (Spardorf, Sieglitzhof, Röthelheimpark, Tennenlohe). Geschlossene Bebauung und
versiegelte Flächen haben ganztags generell die höchsten Temperaturen, so dass sich hier
auch am häufigsten Hitze-Inseln ausbilden. Grünland besitzt in der Regel abkühlende
Wirkung, sofern es groß genug ist, sich gegen die aufheizende Wirkung der Baumassen
durchsetzen zu können. Tagsüber verhalten sich die Grünflächen einigermaßen ausgeglichen
und zeigen sogar ebenfalls eine Tendenz zur negativen Abweichung. Auch der Wald trägt
sowohl nachts als auch tags zur Kalt- und Frischluftproduktion bei, ist jedoch für die
Kaltluftzufuhr in benachbarte überhitzte Bereiche von etwas geringerer Bedeutung als
Grünland. Große Ausnahme ist der warme Meilwald. Die Klimaklasse Gewässer zeichnet sich
durch relativ niedrige Temperaturen aus und zeigt wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit
von Wasser ausgleichende, dämpfende Wirkung.
Das zweite Ziel der vorliegenden Diplomarbeit bestand in der genaueren Differenzierung des
Innenstadtklimas von Erlangen. Dabei sollte die Ausgleichs- oder Aufheizwirkung
unterschiedlich strukturierter Plätze im Kernbereich der Stadt untersucht werden. Die für die
Detailmessungen ausgearbeiteten sechs Kleinprofile erstrecken sich auf den Schlossgarten
und die jeweils angrenzenden Straßen und Plätze, auf den Altstädter Kirchenplatz und den
Theaterplatz und auf den Langemarckplatz und den Neuen Markt.
Die mobilen Messungen fanden an vier Tagen mit ungestörter Einstrahlung zu drei
verschiedenen
Tageszeiten
statt.
In
den
frühen
Morgenstunden
wurden
die
Minimumtemperaturen, um 14:00 Uhr die Maximumtemperaturen und um 21:00 Uhr
Abendtemperaturen ermittelt.
In der Nacht und in den frühen Morgenstunden haben nur die Wiese und der Baumbestand auf
dem Theaterplatz und die Vegetation auf dem Langemarckplatz und im Garten der
Neuapostolischen
Kirche
eine
in
die
benachbarten
Bebauung
hineinreichende
96
__________________________________________________________________________________________
Abkühlungsfunktion. Die Wirkung beschränkt sich auf den gesamten Theaterplatz und auf
eine durchschnittliche Reduzierung der Innenstadttemperatur von –0,5K und eine Erhöhung
der relativen Luftfeuchtigkeit von ca. 5%. Die an den Langemarckplatz anschließenden
Straßen werden um rund –0,8K kühler und etwa 3% feuchter als die Innenstadt. Der
Schlossgarten ist zwar um diese Zeit etwas kühler und feuchter als die dichte Bebauung, doch
dringen aus ihm keine abkühlenden Luftmassen auf die naheliegenden Straßen bzw. Plätze.
Alle untersuchten Brunnen übernehmen während der Frühmessungen keine Abkühl- und
somit Ausgleichsfunktion.
In der Zeit des Einstrahlungsmaximums besitzen nun allerdings auch der Schlossgarten und
die Brunnen Ausgleichsfunktion. Der Schlossgarten, im Mittel –2,5K kälter als die Innenstadt,
bewirkt in den angrenzenden Straßen eine Abnahme der Lufttemperatur zwischen –0,6K und
–2,1K. Dies ist aber nur dann der Fall, wenn die Gebäude, die umströmt werden müssen, nicht
zu groß sind. Das Schloss verhindert beispielsweise einen Abkühleffekt des Parks auf dem
Schlossplatz. Die um –0,8K kühlere Luft aus der Grünanlage des Theaterplatzes bewirkt zur
Mittagszeit auf ca. 20m eine Abkühlung um –0,4K. Sie erreicht aber nicht den Altstädter
Kirchenplatz. Eine Abkühlung des Langemarckplatzes ist vorhanden (-0,9K kühler als
Innenstadt), doch kann ihre Reichweite nicht ermittelt werden.
Die Brunnen zeigen nun um 14:00 Uhr einen Abkühleffekt. Auf dem Schlossplatz beträgt die
Erniedrigung der Lufttemperatur auf maximal 4m rund –0,7K, auf dem Altstädter
Kirchenplatz auf mindestens 3m –0,9K und auf dem Rathausplatz auf mindestens 5m ca.
-1,0K.
Am Abend ist der Schlossgarten noch –1,1K kühler gegenüber dem Innenstadtklima, und die
angrenzenden Straßen erfahren eine Abkühlung von durchschnittlich –0,6K. Beim
Theaterplatz nimmt die Reichweite der Abkühlung vorübergehend auf weniger als 20m ab.
Auf dem Langemarck- und Rathausplatz sind nun keinerlei Abkühlungsfunktionen mehr
festzustellen, sondern im Gegenteil Aufheizwirkungen.
Die Brunnen haben in den Abendstunden keine Wirkung mehr. Es treten weder erhöhte
Temperatur- noch erniedrigte Feuchtigkeitswerte in unmittelbarer Nähe zum Wasser auf.
97
AUSBLICK
__________________________________________________________________________________________
9 AUSBLICK
In der modernen Stadtplanung wird immer mehr Wert darauf gelegt, den negativen
Auswirkungen, die eine Siedlung mit ihren typischen Strukturen und Oberflächengestaltungen
auf das Klima in Städten mit sich bringt, entgegenzuwirken.
Allgemein feststellbare Besonderheiten des Stadtklimas im Vergleich zum Freilandklima sind
größere Wärme, geringere Luftfeuchtigkeit und gleichzeitig verstärkte Niederschlags- und
Gewittertätigkeit, schlechte Durchlüftung und erhöhte Aerosol- und Emissionsbelastung.
Speziell in ihrer Gesamtheit stellen diese Faktoren für den in der Stadt lebenden Menschen
eine mehr oder weniger starke Belastung dar, die es zumindest auf ein erträgliches Maß zu
reduzieren gilt. Die in dieser Arbeit untersuchten Elemente Lufttemperatur und relative
Feuchte lassen keine unbedingten Schlussfolgerungen bezüglich der Durchlüftung und der
Luftverschmutzung in Erlangen zu, doch werden sich Maßnahmen, die auf die Verbesserung
der thermischen Bedingungen in der Stadt abzielen, auch auf die anderen Eigenschaften des
charakteristischen Stadtklimas positiv auswirken, da sie sich alle stark gegenseitig
beeinflussen und teilweise bedingen.
Die thermischen Bedingungen werden in erster Linie von der dichten Bebauung gesteuert. Die
Bausubstanzen besitzen eine hohe Wärmekapazität, die die des unbewachsenen Bodens oder
der Vegetation übertrifft. Die in der Baumasse gespeicherte Wärme wird in der Nacht nur
langsam und verzögert abgegeben. Der Strom fühlbarer Wärme wird zusätzlich durch
reduzierte Verdunstung erhöht, denn das überwiegende Fehlen von Versickerungsflächen im
Stadtbereich und die Kanalisation entziehen der Oberfläche das Wasser. Hinzu kommt ein
Mangel an Pflanzen in der Stadt, was die Verdunstung ebenfalls herabsetzt.
Eine Verbesserung der thermischen Gegebenheiten in Erlangen könnte tagsüber
beispielsweise durch Verdunstungskühlung geschehen. Wie in Kapitel 7 festgestellt wurde,
kommt es in der Mittagszeit in der Nähe von Springbrunnen zu einer Abkühlung der
Lufttemperatur. Die Temperaturabnahme beträgt zwar auf wenige Meter nur durchschnittlich
–1K und funktioniert nur, wenn das Wasser in Bewegung ist und nicht steht, doch würde eine
größer angelegte Aktion vermutlich auch einen größeren Effekt haben. So würde sich zum
Beispiel in der Nürnberger Straße und der Hauptstraße anbieten, an manchen Gebäudewänden
Wasservorhänge einzurichten. Eine weitere Möglichkeit bestünde auch im Bau eines
98
AUSBLICK
__________________________________________________________________________________________
Brunnenbands entlang der Straße, wie es etwa in der Innenstadt in Forchheim und in Ansbach
(in kleinerem Maßstab) geschehen ist.
Liegt der Schwerpunkt der Stadtplanung in der Schaffung von Ausgleichsflächen mit
Erholungswert für den Menschen in der Innenstadt, so läge nahe, auf stark versiegelten
Plätzen wie Rathausplatz, Neuen Markt und Altstädter Kirchenplatz (Laub-) Bäume zu
pflanzen. Durch ihr abschattendes Blätterdach verringern sie die Einstrahlung und erniedrigen
tagsüber die Temperatur. Vorteil gegenüber Nadelbäumen oder Hecken und Sträuchern
bestünde darin, dass die Durchlüftung der unteren Luftschicht gewährleistet bleibt und keine
Stauungen auftreten können.
Die im Rahmen dieser Diplomarbeit durchgeführten Untersuchungen gewähren einen
Einblick in die Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnisse im (Innen-) Stadtgebiet von
Erlangen während sommerlicher Hochdruckwetterlagen und bieten für die Stadtplanung mit
Sicherheit einige Überlegungsansätze zur Optimierung der thermischen Situation.
99
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ANHANG
__________________________________________________________________________________________
ANHANG
Ergebnisse der statistischen Auswertung (SPSS) – Loggerstandorte
Vergleich der Tagesmitteltemperaturen an den Loggern
Tab. 22: Wilcoxon-Test
A-B
A-C
A-D1
A-D2
B-C
B-D1
B-D2
C-D1
C-D2
D1-D2
Z
-9,229a
-9,148a
-9,232a
-9,234a
-8,827b
-8,155b
-4,083b
-0,345b
-4,369a
-8,825a
Signifikanz
(2-seitig)
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,730
0,000
0,000
A-D1
A-D2
B-C
B-D1
B-D2
C-D1
C-D2
D1-D2
-9,526
-8,894
-3,040
-0,193
-3,400
-10,050
0,000
0,000
0,002
0,847
0,001
0,000
a. basiert auf positiven Rängen
b. basiert auf negativen Rängen
Tab. 23: Vorzeichen-Test
A-B
Z
Signifikanz
(2-seitig)
A-C
-10,536 -10,441 -10,536 -10,536
0,000
0,000
0,000
0,000
Vergleich der Tagesminimumtemperaturen an den Loggern
A-B
A-C
A-D1
A-D2
B-C
B-D1
B-D2
C-D1
C-D2
D1-D2
Z
-9,228a
-9,219a
-9,225a
-9,228a
-8,802b
-4,917b
-5,419a
-6,492a
-8,941a
-9,251a
Signifikanz
(2-seitig)
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
104
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
A-B
Z
Signifikanz
(2-seitig)
A-C
A-D1
A-D2
-10,536 -10,348 -10,348 -10,536
0,000
0,000
0,000
0,000
B-C
B-D1
B-D2
C-D1
C-D2
D1-D2
-9,544
-4,177
-4,907
-6,508
-9,733
-10,536
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
Vergleich der Tagesmaximumtemperaturen an den Loggern
A-B
A-C
A-D1
A-D2
B-C
B-D1
B-D2
C-D1
C-D2
D1-D2
Z
-9,229a
-8,486a
-7,173a
-4,957a
-9,148b
-8,896b
-9,032b
-4,859a
-4,929b
-2,663b
Signifikanz
(2-seitig)
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,008
B-C
B-D1
B-D2
C-D1
C-D2
D1-D2
-9,031
-3,867
-4,060
-1,683
0,000
0,000
0,000
0,092
A-B
A-C
A-D1
A-D2
Z
-10,536
-7,843
-5,816
-4,294
Signifikanz
(2-seitig)
0,000
0,000
0,000
0,000
-10,441 -10,160
0,000
0,000
105
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Profilrouten
Tab. 28: Profil 1: Spardorf – Büchenbach
Nr.
Standort
Klimaklasse
1/ 34
Luzernenweg – Buckenhofer Str.
offene Bebauung
2
Spardorfer Str., Wiese
Grünland
3
Spardorfer Str., Sieglitzhofer Str.
geschlossener Hochwald
4
Sieglitzhofer Str., Rennesstr.
Flächen mit hohem Baumanteil
5
Sieglitzhofer Str., Kirche
offene Bebauung
6
Sieglitzhofer Str., Lange Zeile
versiegelter Boden
7
Schwabach
Gewässer
8
Sieglitzhofer Str., Löhestr.
offene Bebauung
9
Sieglitzhofer Str., Drausnickstr.
versiegelter Boden
10
Drausnickstr. 11
11
Drausnickstr., Wilhelmstr.
12
Wilhelmstr., Schillerstr.
13
Schillerstr. 15
offene Bebauung
14
Kochstr. 4: vor Cafeteria
versiegelter Boden
15
Kochstr. 4, hinter Gebäude
16
Schillerstr., Juridicum
17
Krankenhaushof
18
Schlossgarten Denkmal
19
Schlossgarten Geologie
Grünland
20
Schlossplatz
versiegelter Boden
21
Helmstr. Ende
22
Parkplatz Gerbereistr.
versiegelter Boden
23
Campingplatz
versiegelter Boden
24
Regnitz
Gewässer
25
Wiesenweg Ende
Grünland
26
Waldmüllerstr., Schinnererstr.
offene Bebauung
27
Möhrendorfer Str., Kosbacher Damm
28
Habichtstr. Ende
29
Büchenbacher Steg: vor Kanal
Gewässer
30
Frankenwaldstr., Stiftungsstr.
offene Bebauung
31
Coburger Str. 25
offene Bebauung
32
Hundewiese
Grünland
33
Waldrand
106
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Tab. 29: Profil 2: Frauenaurach – Buckenhof
Nr.
Standort
Klimaklasse
1/ 29
Frauenaurach, Im Klosterwald
2
Ellenbogenstr.
Gewässer
3
Herdegenplatz
4
Kirchplatz
5
Aurachweg 30
offene Bebauung
6
Bernauerstr., Heerfleckenstr.
offene Bebauung
7
Aurachweg
Grünland
8
Regnitz
Gewässer
9
Herzogenauracher Damm
versiegelter Boden
10
Felix-Klein-Str.: vor AB-Brücke
11
Stauffenbergstr., Mayr-Nusser-Weg
offene Bebauung
12
Felix-Klein-Str.: vor Eisenbahn
versiegelter Boden
13
Günter-Scharowsky-Str.: Parkplatz
versiegelter Boden
14
Koldestr., Paul-Gossen-Str.
versiegelter Boden
15
Paul-Gossen-Str. 77, 79
offene Bebauung
16
Aufseßstr. 20, 22, 24
offene Bebauung
17
Gebbertstr., Sportplatz
Grünland
18
Ehem. Exerzierplatz
Grünland
19
Ehem. Exerzierplatz, Staudtstr.
Grünland
20
Waldrand
21
Obiparkplatz
versiegelter Boden
22
Kurt-Schumacher-Str.: SpVgg
23
Röthelheimallee
versiegelter Boden
24
Handelshofparkplatz
versiegelter Boden
25
Elisabethstr. 5, 7
offene Bebauung
26
Richterstr. 56, 58
offene Bebauung
27
Hallerstr., Tennenloherstr.
offene Bebauung
28
Buckenhofer Forst
107
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Tab. 30: Profil 3: Rathsberg – Tennenlohe
Nr.
Standort
Klimaklasse
1/ 35
Rathsberg Wiese
Grünland
2
Rathsberg Parkplatz
versiegelter Boden
3
Meilwald
4
Am Meilwald
offene Bebauung
5
Penzoldstr., Jean-Paul-Str.
offene Bebauung
6
Lerchentalweg
offene Bebauung
7
Spardorfer Str., Leo-Hauck-Str.
hoher Baumanteil
8
Ebrardstr., Willstr.
offene Bebauung
9
Bürgermeistersteg
Grünland
10
Bürgermeistersteg
Grünland
11
Schwabach
Gewässer
12
Hindenburgstr.
offene Bebauung
13
Loewenichstr., Schillerstr.
14
Werner-von-Siemens-Str., Feldstr.
15
Aldiparkplatz
versiegelter Boden
16
Theodor-von-Zahn-Str., Schellingstr.
offene Bebauung
17
Hartmannstr., Schenkstr.
offene Bebauung
18
Schenkstr., Silbergrasweg
Grünland
19
Ehem. Exerzierplatz
Grünland
20
Ehem. Exerzierplatz, Staudtstr.
Grünland
21
Teich vor Biologie-Hörsälen
22
Sebalder Reichswald
23
Technische Fakultät: Roter Platz
versiegelter Boden
24
Marienbaderstr., Ratiborer Str.
offene Bebauung
25
Haberstr., Martensstr.
offene Bebauung
26
Friedrich-Bauer-Str., Franzosenweg
offene Bebauung
27
Brucker Lache
28
Franzosenweg 58
offene Bebauung
29
Franzosenweg, An der Wied
offene Bebauung
30
Franzosenweg, Herringstr.
offene Bebauung
31
Franzosenweg, Forsthut
offene Bebauung
32
Firmenparkplatz
versiegelter Boden
33
Tennenlohe/ Waldrand
Grünland
34
Reutleser Weg
Grünland
Zusammenfassung der Profilmesspunkte in klimawirksame Klassen nach CARL (1994) und
NAGL (1997)
108
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Temperatur- und Luftfeuchte-Daten aus den Profil-Messfahrten
Es sind die Minimumtemperaturen (Tmin) mit der entsprechenden relativen Luftfeuchtigkeit
(rFmax) aus den drei Nachtmessfahrten und die auf 14:00 Uhr umgerechneten Temperaturen
(T14:00) mit der entsprechenden Luftfeuchtigkeit (rF14:00) aus der Tagesmessfahrt dargestellt.
Tab. 31: Profil 1: Spardorf – Büchenbach
24.6.
25.6.
26.6.
24.6.
25.6.
26.6.
25.6.
25.6.
Nr.
Tmin [°C]
Tmin [°C]
Tmin [°C]
rFmax [%]
rFmax [%]
rFmax [%]
T14:00 [°C]
rF14:00 [%]
1
6,9
10,1
12,5
67
80
77
26,7
34
2
6,4
9,7
11,6
73
80
80
24,8
38
3
6,3
9,2
11,8
79
81
83
23,9
39
4
7,4
9,2
11,4
76
84
85
23,7
40
5
7,7
10,0
12,2
76
79
82
25,4
41
6
7,1
10,4
12,5
82
79
81
24,5
38
7
5,7
8,6
10,7
85
88
89
26,4
32
8
6,8
10,0
12,3
85
83
83
25,3
36
9
7,1
10,3
12,7
84
82
82
25,7
35
10
7,8
10,8
12,4
81
80
83
25,0
36
11
7,9
11,8
13,9
79
75
77
27,3
34
12
7,2
10,1
12,2
83
82
81
24,4
39
13
6,7
10,4
12,3
84
81
83
25,1
36
14
8,2
11,1
13,0
77
79
79
27,1
32
15
7,1
10,3
12,3
85
82
82
25,4
35
16
7,3
10,9
13,1
85
79
81
26,5
32
17
8,7
12,1
14,1
78
74
78
25,4
35
18
7,2
11,2
12,9
83
81
82
25,4
36
19
7,9
11,7
13,4
88
81
83
25,1
35
20
8,5
11,8
14,5
85
79
79
26,6
32
21
8,4
12,6
14,0
86
74
80
26,3
33
22
7,2
11,2
12,8
92
84
86
26,9
31
23
6,9
10,1
11,7
93
89
91
27,4
32
24
4,7
8,1
11,1
97
88
93
26,4
36
25
6,2
10,6
11,5
100
90
97
27,7
34
26
7,3
11,2
13,2
96
87
91
28,3
30
27
7,5
10,9
13,0
93
87
91
26,8
33
28
7,6
11,7
13,3
94
87
89
26,2
35
109
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
29
7,4
11,3
13,3
94
87
90
25,6
36
30
8,2
11,8
13,7
93
86
87
27,1
33
31
7,7
11,8
13,3
91
85
88
26,9
32
32
5,4
10,1
11,9
97
94
97
27,0
37
33
6,2
9,5
11,4
100
95
97
25,7
32
34
7,0
10,5
12,5
87
90
91
25,6
34
Tab. 32: Profil 2: Frauenaurach – Buckenhof
24.6.
25.6.
26.6.
24.6.
25.6.
26.6.
25.6.
25.6.
Nr.
Tmin [°C]
Tmin [°C]
Tmin [°C]
rFmax [%]
rFmax [%]
rFmax [%]
T14:00 [°C]
rF14:00 [%]
1
7,4
11,3
13,5
83
59
65
26,1
37
2
5,1
8,8
15,5
86
72
58
25,3
37
3
5,7
9,9
14,7
90
83
66
27,6
32
4
6,7
9,9
13,8
88
84
72
25,2
34
5
7,6
11,4
16,0
82
77
62
26,7
33
6
7,7
12,7
16,1
83
71
61
29,5
29
7
5,2
7,5
12,1
92
88
75
25,6
37
8
5,1
7,4
11,7
92
89
79
26,9
38
9
7,7
11,8
14,9
86
81
72
28,4
32
10
8,0
14,1
16,9
85
67
63
27,9
31
11
8,4
13,4
14,7
83
68
70
27,9
33
12
7,2
12,1
13,9
83
70
67
26,5
34
13
7,1
11,5
11,5
83
74
76
30,4
27
14
7,7
11,5
14,4
83
76
71
27,5
32
15
7,2
11,2
13,4
85
79
77
27,1
31
16
7,0
11,2
14,0
87
78
74
26,7
34
17
5,5
10,7
12,0
91
77
83
25,7
38
18
4,1
8,1
10,7
89
86
75
27,9
35
19
3,9
9,3
10,7
95
83
78
27,0
36
20
5,1
9,6
11,0
91
79
82
27,6
33
21
5,3
9,0
11,3
94
86
85
26,5
34
22
4,8
9,4
10,9
96
86
87
26,9
33
23
5,7
10,1
11,6
94
87
86
27,4
32
24
5,7
10,0
11,6
94
88
87
27,6
29
25
5,6
12,5
13,3
92
74
76
26,8
34
26
6,0
12,4
13,7
90
73
73
29,3
33
27
5,7
11,0
12,5
91
78
74
29,4
29
28
4,1
10,1
11,1
93
77
76
25,6
41
29
6,2
10,6
13,7
96
83
80
27,3
34
110
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Tab. 33: Profil 3: Rathsberg – Tennenlohe
24.6.
25.6.
26.6.
24.6.
25.6.
26.6.
25.6.
25.6.
Nr.
Tmin [°C]
Tmin [°C]
Tmin [°C]
rFmax [%]
rFmax [%]
rFmax [%]
T14:00 [°C]
rF14:00 [%]
1
8,3
12,8
14,7
77
73
78
24,8
36
2
8,4
12,9
14,9
82
75
77
22,7
40
3
8,5
11,7
14,8
83
83
90
21,7
52
4
8,0
11,6
13,3
88
85
86
22,6
46
5
7,4
11,5
13,1
89
88
88
25,2
36
6
6,2
9,7
12,1
94
97
96
26,4
33
7
7,6
10,5
12,0
95
96
98
24,2
39
8
7,1
10,8
11,8
94
95
98
25,5
36
9
6,4
9,5
11,2
95
97
101
25,2
36
10
6,0
9,1
10,6
98
100
103
24,4
39
11
6,3
9,4
10,8
99
100
102
23,2
43
12
6,0
9,2
10,9
98
102
100
24,5
36
13
6,6
10,4
12,2
98
98
93
25,4
36
14
8,2
11,6
13,6
93
94
88
27,2
32
15
7,6
11,8
12,9
92
94
91
27,4
32
16
7,4
11,4
12,8
93
94
94
26,3
33
17
5,8
9,6
10,3
95
100
103
26,2
33
18
5,2
8,4
9,8
99
104
106
26,1
34
19
4,4
8,3
9,5
100
105
104
25,8
35
20
4,6
9,0
10,4
103
105
100
26,4
31
21
5,1
8,9
10,5
101
102
98
26,0
35
22
5,1
8,6
10,0
101
101
101
25,9
35
23
5,7
9,3
11,4
98
102
91
27,8
30
24
6,0
10,3
12,1
98
102
89
26,7
32
25
5,9
9,3
11,4
97
100
93
26,0
33
26
5,9
9,8
11,9
101
100
89
26,4
32
27
5,8
9,1
10,2
101
103
95
25,9
35
28
5,0
8,4
11,4
101
105
87
26,4
35
29
5,7
8,9
11,4
101
104
86
26,9
33
30
5,6
9,0
11,7
102
104
88
25,9
32
31
5,2
8,3
10,7
103
107
94
25,1
35
32
5,7
9,8
11,9
101
103
85
27,9
29
33
5,0
8,3
11,7
102
104
88
25,1
34
34
4,8
9,3
10,7
105
107
94
26,7
33
35
8,1
12,1
10,9
101
102
99
24,3
38
111
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Ergebnisse der statistischen Auswertung (SPSS) – Klimaklassen
Tab. 34: U-Test nach MANN und WHITNEY
Klimaklassen
2-seitige Signifikanz - nachts
2-seitige Signifikanz - tags
1:2
0,190
0,545
1:3
0,908
0,069
1:4
0,000
0,145
1:5
0,042
0,202
1:6
0,009
0,314
1:7
0,048
0,257
2:3
0,166
0,059
2:4
0,000
0,419
2:5
0,015
0,500
2:6
0,003
0,616
2:7
0,019
0,500
3:4
0,000
0,011
3:5
0,083
0,031
3:6
0,012
0,043
3:7
0,032
0,031
4:5
0,677
0,691
4:6
0,535
0,978
4:7
0,933
0,745
5:6
0,945
0,833
5:7
0,792
1,000
6:7
0,876
0,724
mit Klimaklasse 1 = offene Bebauung
Klimaklasse 2 = geschlossene Bebauung
Klimaklasse 3 =versiegelte Fläche
Klimaklasse 4 = Grünland
Klimaklasse 5 = Flächen mit hohem Baumbestand
Klimaklasse 6 = Wald
Klimaklasse 7 = Gewässer
112
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Detailrouten
Tab. 35: Profil a: Schlossgarten längs (Mitte)
Nr.
Standort
1/ 10
Krankenhausstr, Gehweg vor Telefonzellen
2
Krankenhausstr, Gehweg zum Schlossgarten hin, vor Tor
3
Schlossgarten, im Baumbestand, noch vor Statue
4
Schlossgarten, auf Wiese
5
Schlossgarten, vor Blumenrabatte an Brunnen
6
Schlossgarten, 5 Schritte vor Schloß
7
Schlossplatz, zwischen Schloss u. Denkmal
8
Schlossplatz, 5 Schritte vor Brunnenstufen
9
Schlossplatz, direkt an Brunnenstufen
Tab. 36: Profil b: Schlossgarten längs (Gebäudeseite)
Nr.
Standort
1/ 8
Rasenstück vor Anatomischen Institut mit Baumbestand
2
Auf Weg zum Tor, auf gleicher Höhe wie Nr. 1
3
Rasenstück vor Kollegienhaus, auf gleicher Höhe wie Nr. 1 und 2
4
5 Schritte vor Kollegienhaus (Übergang Rasen – Weg)
5
2 Schritte vor Kollegienhaus
6
5cm vor Kollegienhaus
7
Auf Weg vor Geologischen Institut, auf gleicher Höhe wie Nr. 1, 2 und 3
Tab. 37: Profil c: Schlossgarten quer (Ost)
Nr.
Standort
1/ 5
Universitätsstr, Gehweg vor Buchhandlung Seybold
2
Universitätsstr. (Höhe: Kollegienhaus), Gehweg zum Schlossgarten hin
3
Schlossgarten, Rasenstück vor Physiol. Inst. mit Baumbestand
4
Schlossgarten, auf Weg im Baumbestand
113
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Tab. 38: Profil d: Schlossgarten quer (West)
Nr.
Standort
1/ 8
Universitätsstr. (Höhe: zw. Geolog. Inst. + Kollegienhaus), Gehweg zur
Universitätsbibliothek hin
2
Universitätsstr. (Höhe: zw. Geolog. Inst. + Kollegienhaus), Gehweg zum
Schlossgarten hin
3
Schlossgarten, zw. Geolog. Inst. + Kollegienhaus auf Weg
4
Schlossgarten, auf Wiese
5
Zwischen Inst. für Hygiene + Botanischem Garten (kurz vor Tor)
6
Wasserturmstr., 7 Schritte nach Tor
7
Wasserturmstr., 2 Schritte vor Theater/ Redoutensaal
Tab. 39: Profil e: Altstädter Kirchenplatz - Theaterplatz
Nr.
Standort
1/ 9
zwischen Kirche und Brunnen
2
7 Schritte in Kirchenstr. hinein
3
5 Schritte vom Brunnen
4
Engste Stelle Kirchenstr. zum Theaterplatz hin
5
Theaterplatz Wiese
6
Theaterplatz Parkplatz zw. beiden Automaten
7
Loschgestr. Gehweg zum Parkplatz
8
Loschgestr. Gehweg zum Gebäude
Tab. 40: Profil f: Langemarckplatz - Rathausplatz
Nr.
Standort
1/ 11
Fahrstraße zwischen Gymnasium und Chem. Institut
2
Langemarckplatz, Gehweg zur Henkestr.
3
Mittig vor Mensa
4
Ende des Platzes (Richtung Hofmannstr.), auf Wiese vor Blumenbeet
5
vor Neuapostolischer Kirche, auf Wiese, hinter Hecke
6
vor Neuapostolischer Kirche, auf Wiese, paar Schritte von Kirche weg
7
Kreuzung Hofmannstr./ Schulstr., auf der Seite des LBS-Geschäfts
8
vor Rathaus, zwischen zwei Pfosten
9
Mitte des Rathausplatzes
10
Kreuzung mit Sedanstr., bei Litfaßsäule
114
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Temperatur- und Luftfeuchte-Daten aus den Detail-Messungen
Es sind die Minimumtemperaturen (Tmin), die Temperaturen um 14:00 (T14:00) und 21:00 Uhr
(T21:00) mit den entsprechenden relativen Luftfeuchtigkeitswerten dargestellt.
Tab. 41: Frühmessungen
22.05.01
24.06.01
22.05.01
24.06.01
Profil
Nr.
Tmin [°C]
Tmin [°C]
rFmax [%]
rFmax [%]
a
1
10,1
8,7
79
86
2
10,5
8,2
82
89
3
9,8
7,7
83
94
4
9,5
7,6
88
96
5
9,7
7,0
85
94
6
9,9
7,5
83
97
7
10,5
8,1
80
95
8
10,3
8,4
81
93
9
10,3
8,4
82
94
10
10,5
8,4
81
95
1
10,2
8,0
86
96
2
10,1
8,1
83
96
3
10,0
8,0
83
96
4
10,0
8,2
83
96
5
10,0
8,9
83
95
6
10,3
10,5
83
93
7
10,2
8,1
83
95
8
10,3
8,0
85
96
1
10,3
8,3
82
95
2
10,6
8,1
81
97
3
10,1
8,3
83
96
4
10,0
8,2
83
97
5
10,4
8,5
80
96
1
10,4
8,4
80
93
2
10,6
8,5
80
96
3
10,1
8,3
82
97
4
9,8
8,3
83
97
5
10,0
8,5
83
99
6
10,2
8,4
82
98
b
c
d
115
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
e
f
7
10,3
8,5
82
99
8
10,3
9,2
82
96
1
10,1
8,4
77
84
2
10,2
8,5
78
86
3
10,2
8,4
79
87
4
10,4
8,2
79
90
5
9,9
7,8
82
92
6
9,9
7,8
82
93
7
9,9
7,8
82
94
8
10,0
7,9
82
94
9
10,0
8,2
82
92
1
10,0
8,3
80
92
2
10,1
8,1
80
93
3
10,0
8,1
81
93
4
10,0
7,9
82
95
5
10,1
8,1
84
94
6
9,9
7,9
83
95
7
10,0
8,1
82
94
8
10,4
8,6
81
94
9
10,4
8,6
81
94
10
10,3
8,5
82
95
11
10,2
8,3
80
93
116
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Tab. 42: Mittagsmessungen
22.5.01
20.6.01
24.6.01
26.6.01
22.5.01
20.6.01
24.6.01
26.6.01
T14:00
[°C]
T14:00
[°C]
T14:00
[°C]
T14:00
[°C]
rF14:00
[%]
rF14:00
[%]
rF14:00
[%]
rF14:00
[%]
1
21,0
20,5
22,2
26,9
40
44
36
36
2
20,9
19,5
22,3
26,8
40
49
39
38
3
19,5
18,3
21,3
24,7
46
51
42
36
4
21,0
18,2
23,1
26,3
49
45
39
35
5
21,8
20,5
21,2
29,4
40
44
36
32
6
18,9
21,0
22,0
26,6
42
43
42
33
7
22,1
19,4
23,8
28,4
37
39
36
35
8
22,2
20,1
23,8
29,1
35
39
33
32
9
21,8
19,5
22,7
28,3
38
37
36
33
10
21,1
20,7
21,6
27,7
39
43
39
32
1
19,4
19,2
21,3
24,7
41
40
36
63
2
18,5
18,7
23,9
25,5
43
38
36
65
3
18,2
19,0
24,0
24,3
43
34
36
68
4
17,9
19,1
20,8
24,4
42
36
40
69
5
17,9
19,0
21,7
24,2
45
37
41
68
6
18,2
18,0
20,8
24,4
46
38
41
68
7
18,8
19,6
20,4
24,6
41
40
41
71
8
18,6
19,1
22,6
25,2
40
42
36
92
1
19,3
20,7
22,1
22,1
37
34
35
35
2
19,8
18,3
22,4
22,4
37
39
38
38
3
18,8
18,8
21,5
21,5
41
38
41
41
4
18,8
18,0
20,9
20,9
37
40
35
35
5
19,2
20,5
23,4
23,4
35
39
35
35
1
19,5
21,7
24,7
27,1
36
33
31
33
2
20,1
20,9
22,4
28,6
36
30
35
31
3
18,9
20,9
20,9
27,9
39
32
39
31
4
18,5
19,0
21,7
27,1
43
33
35
33
5
18,1
19,6
21,4
27,3
45
37
38
44
6
19,4
19,0
22,9
28,6
41
39
35
33
7
19,8
21,6
25,0
28,2
37
36
30
31
8
19,1
19,3
25,5
26,5
35
36
30
31
1
19,1
22,6
23,7
28,6
41
39
37
28
2
20,9
23,2
24,7
26,8
36
37
37
30
3
20,5
20,8
24,3
27,7
39
38
35
29
Profil Nr.
a
b
c
d
e
117
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
4
24,0
20,0
23,6
28,5
32
42
36
30
5
20,8
21,7
25,6
27,5
40
39
35
36
6
21,7
19,9
24,4
27,7
36
40
34
31
22,6
24,4
28,5
35
34
29
7
f
8
19,6
21,6
23,4
26,6
40
35
34
32
9
20,5
22,6
24,1
27,6
37
34
36
31
1
21,3
24,3
27,3
32
35
28
2
20,1
23,5
27,1
35
34
29
3
19,5
24,4
27,9
34
34
28
4
20,6
24,1
27,7
35
36
28
5
20,1
24,8
26,4
37
35
30
6
21,5
23,8
27,7
35
35
28
7
21,6
24,4
28,9
33
33
28
8
20,3
24,6
28,0
36
37
29
9
20,1
24,0
27,2
35
35
30
10
21,2
24,1
28,3
33
34
28
11
21,3
21,5
27,5
32
37
30
Leere Zellen bedeuten, dass an diesem Tag an demjenigen Profil keine Messungen durchgeführt worden sind.
Tab. 43: Abendmessungen
22.5.01
20.6.01
24.6.01
26.6.01
22.5.01
20.6.01
24.6.01
26.6.01
T21:00
[°C]
T21:00
[°C]
T21:00
[°C]
T21:00
[°C]
rF21:00
[%]
rF21:00
[%]
rF21:00
[%]
rF21:00
[%]
1
16,9
18,6
21,0
24,6
49
58
62
61
2
16,8
18,5
21,0
24,4
50
59
63
62
3
16,6
17,8
20,5
24,0
50
61
68
64
4
16,6
17,5
20,2
24,2
52
66
77
72
5
15,6
17,5
19,7
23,7
59
69
84
79
6
16,8
17,6
20,1
24,6
50
70
78
76
7
17,6
20,3
22,0
26,4
50
57
69
69
8
17,4
20,4
21,9
26,8
50
57
68
69
9
17,2
20,3
22,2
27,2
50
57
68
68
10
16,8
18,1
21,2
25,5
55
59
74
89
1
16,5
17,8
21,0
24,7
55
71
77
63
2
16,3
17,7
20,8
25,5
56
73
75
65
3
16,9
17,7
21,4
24,3
54
71
79
68
4
16,7
18,1
21,1
24,4
55
73
76
69
5
16,8
18,0
21,0
24,2
55
78
77
68
Profil Nr.
a
b
118
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
c
d
e
f
6
16,7
17,9
21,1
24,4
55
83
79
68
7
16,4
17,9
21,2
24,6
59
77
79
71
8
16,8
17,8
20,1
25,2
56
77
85
92
1
17,1
18,2
22,2
25,8
51
66
74
81
2
17,0
18,1
21,0
25,3
52
74
75
82
3
16,6
18,1
21,0
25,0
53
75
75
87
4
16,5
17,9
21,0
25,0
54
81
77
90
5
17,1
18,6
21,4
25,7
53
77
76
86
1
17,2
19,4
21,6
25,3
52
76
78
70
2
16,7
19,0
21,3
25,7
53
76
80
74
3
16,3
18,7
20,9
25,5
55
79
79
74
4
16,0
18,4
21,1
25,3
64
80
84
78
5
15,6
18,1
21,0
24,8
57
89
83
79
6
16,2
18,1
21,0
25,0
59
83
83
80
7
16,2
18,2
21,2
25,2
56
84
83
79
8
17,3
19,2
21,5
25,9
56
91
85
79
1
17,3
19,6
22,3
26,3
45
53
64
59
2
17,6
19,4
22,6
26,0
46
54
63
58
3
17,4
19,6
22,3
26,2
47
55
64
58
4
17,4
19,0
22,0
26,0
47
56
65
59
5
16,7
19,5
21,5
24,8
49
58
67
62
6
16,7
19,5
22,0
25,8
51
57
68
61
7
16,2
19,1
21,7
25,4
49
59
69
62
8
17,2
19,4
22,0
25,7
49
61
69
62
9
17,1
19,6
22,3
26,3
50
59
69
60
1
20,2
23,0
26,5
60
70
63
2
20,1
22,9
26,4
61
70
64
3
19,5
22,2
25,9
62
72
66
4
19,5
22,3
26,0
64
73
67
5
19,7
22,4
25,9
66
74
66
6
19,9
22,5
25,9
67
74
68
7
20,7
23,3
26,8
65
73
68
8
20,7
23,6
27,4
66
73
64
9
20,7
23,7
27,3
67
74
65
10
20,9
23,9
27,5
69
74
65
11
20,6
23,6
26,8
71
79
69
Leere Zellen bedeuten, dass an diesem Tag an demjenigen Profil keine Messungen durchgeführt worden sind.
119
ANHANG
__________________________________________________________________________________________
Übersichtskarte des Schlossgartens
Abb. 61: Übersichtskarte des Schlossgartens und der Detailprofile a – d
120

institut für geographie

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