TERRAMethode "

" TERRAMethode
Landschaftsbelastung durch Bebauung
Untersuchung vor Ort:
Temperaturmessreihe
Überprüfen Sie am Beispiel der Stadt, in der Sie
leben, die Behauptung,
dass Innenstädte „Wärmeinseln“ sind.
Vorbereitung
– Besorgen Sie das notwendige Material:
1. Topographische Karte des Untersuchungsgebietes im Maßstab 1 : 50 000 oder besser
noch 1 : 25 000
2. Digitale Thermometer (einen pro Messpunkt)
3. Uhren
4. Protokollblätter
– Gleichen Sie die Temperatur der Thermometer
untereinander ab. (Handelsübliche Thermometer sind normalerweise nicht geeicht und
weisen deshalb untereinander bei der gleichen zu messenden Temperatur Unterschiede
auf.)
Markieren Sie dazu ein Thermometer als Referenzthermometer und notieren Sie sich bei
verschiedenen Messungen an verschiedenen
Punkten im Freien jeweils die Differenzen der
anderen Thermometer dazu. Ist die Abweichung jeweils gleich, müssen Sie nichts Weiteres unternehmen. Ansonsten bilden Sie den
Mittelwert der Abweichung.
– Überlegen Sie sich, welche Punkte Sie untersuchen müssen, um die Behauptung, dass Innenstädte Wärmeinseln sind, zu überprüfen.
– Bereiten Sie ein Protokollblatt für die Messung vor.
– Legen Sie Termine für die Messungen fest.
Beachten Sie dabei die Tageszeit und die
jeweilige Wettersituation. (Strahlungsarme
winterliche Hochdrucklagen in einer austauscharmen Luftschicht werden andere Ergebnisse bringen als stürmische Westwindlagen, Untersuchungen im Frühjahr andere als
im Hochsommer.)
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Durchführung
– Bilden Sie Gruppen für die zu untersuchenden Punkte.
– Ermitteln Sie an Ihrem Messpunkt mithilfe
der topographischen Karte die Höhenlage.
– Notieren Sie die Uhrzeit.
– Messen Sie die Temperatur jeweils in etwa 2m
über dem Boden im Schatten.
– Wiederholen Sie die Messung zu jedem vorher festgelegten Zeitpunkt im Abstand von
10 Minuten zweimal.
– Beschreiben Sie auf Ihrem Messprotokoll die
Umgebung Ihres Messpunktes (z. B. Innenstadt mit engen Gassen und mehrstöckigen
Hauswänden oder Wohnviertel im Vorort mit
lockerer Reihenhausbebauung und etwa 40 %
Freiflächen).
– Nehmen Sie Angaben über die Wetterlage in
Ihr Messprotokoll auf (leicht bedeckt, windig,
klarer Himmel, leichter Niederschlag …).
Auswertung
– Ermitteln Sie den Durchschnittswert Ihres
Messpunktes.
– Berücksichtigen Sie mögliche Temperaturdifferenzen zum Referenzthermometer.
– Stellen Sie auf einer geeigneten Karte die abgeglichenen Temperaturen der einzelnen
Messpunkte mithilfe einer selbstentworfenen Temperaturskala dar.
Interpretation
– Analysieren Sie die Ergebnisse und überprüfen Sie, ob die eingangs aufgestellte Behauptung zutrifft.
– Berücksichtigen Sie bei Ihrer Analyse Höhenlage (Temperaturgradient pro 100 m etwa
0,5 °C), Bebauung, Wetter und mögliche
Messfehler.
Mögliche Varianten
– Untersuchen Sie Temperaturunterschiede im
Umfeld Ihrer Schule. Messen Sie dazu die Temperaturen an Orten mit unterschiedlicher
Oberfläche.
– Vergleichen Sie die Temperaturen im Bereich
eines innerörtlichen Friedhofs mit den Temperaturen im bebauten Gebiet.
M13 Temperatur und Windströmungsprofil durch ein Wohnviertel am SW-Rand von Ludwigshafen
(m über Niveau)
100
1,5 - 4,5 m/s
NW
SO
(m )
Höhenströmung
100
Regionalströmung
lokale und regionale Strömung
50
0,8 - 1,0
20 0,9 - 1,5 17,6°
10
1,0 - 1,2
18,5°
0,4 - 0,7
0,7 - 1,0
0,2 - 0,5
14,7°
17,6°
Freiraum
18,8°
Innenhof
19,0°
0,8 - 1,0
18,8°
17,2°
Freifläche
Stadtviertel mit Grünanteil ≤ 40%
18,8°
50
bodennahe Strömung an Bebauungsrändern
20
Absinkbewegungen
über Grünräumen
10
15,8°
18,8° Lufttemperatur (°C)
0,8 - 1,0 Strömungsge-
Gärten
schwindigkeit (m/s)
Viertel mit Grünanteil > 40%
Wärmeinsel
Nach Fritz Fezer: Das Klima der Städte. Gotha 1994, S. 96
Wärmeinsel Stadt
Was sind die Ursachen für die Überwärmung?
Die Einstrahlung im Bereich von Städten ist bis
zu einem Fünftel geringer als in den umliegenden ländlichen Gebieten. Durch einen hohen Anteil an Stäuben, Schadstoffen und Kohlenstoffdioxid in der Luftschicht über der Stadt wird die
Sonnenscheindauer und damit auch die Sonneneinstrahlung verringert. Untersuchungen
haben gezeigt, dass die Sonnenscheindauer in
den Städten im Sommer um fast 25 Stunden im
Monat gegenüber dem Umland verringert sein
kann. Dennoch verzeichnen Städte trotz der geringeren Einstrahlung einen Nettogewinn an
Wärme.
Dieser Nettogewinn an Wärme (positive Temperaturanomalie) lässt sich wie folgt erklären.
Durch die Anreicherung von Spurengasen und
Wasserdampf in der Luftschicht über der Stadt
bildet sich eine „Dunstglocke“, die wie das Glasdach eines Treibhauses die Durchschnittstemperaturen in den stark besiedelten Gebieten erhöht
(„Treibhauseffekt“). Die Stadtoberfläche absorbiert nämlich das eintreffende Sonnenlicht, erwärmt sich durch die aufgenommene Energie
und sendet langwellige Wärme- oder Infrarotstrahlung aus. Diese kann jedoch die Dunstglocke, das Glasdach, nicht durchdringen, so
dass die Wärme in der Stadt erhalten bleibt.
Aber auch die Baukörper tragen zur Temperaturerhöhung bei, da sie die eingestrahlte Energie
besonders gut absorbieren und an die Umgebung abstrahlen können. Ein dritter Faktor zur
Erklärung der positiven Temperaturanomalie
städtischer Räume sind schließlich die Wärmeemissionen, die bei der Gebäudeheizung, beim
Betrieb von Maschinen oder aus dem KFZ-Verkehr anfallen.
Generell gilt: Der städtische Wärmeinseleffekt,
also die von den genannten Faktoren verursachte Überwärmung der bodennahen Luft, verstärkt
sich mit zunehmendem Versiegelungsgrad der
Stadtlandschaft. Je geringer der Anteil vegetationsbedeckter Flächen in einer Stadt ist, desto
höher sind auch die Temperaturen. Ursache
dafür ist die fehlende Verdunstung durch die Vegetation. Bis zu 400 Liter Wasser kann nämlich
ein Baum an einem Sommertag verdunsten.
Weil die Verdunstung von Wasser Wärme
benötigt, kühlt sich die Umgebung ab. Gleichzeitig erhöht sich im Umfeld der Baumkrone die
Luftfeuchtigkeit um bis zu 10 Prozent.
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Mittelwerte maximaler
Temperaturdifferenzen
zwischen Stadt und Umland bei europäischen
Großstädten in Abhängigkeit von der Einwohnerzahl
Einwohnerzahl
TemperaturdifferenzStadtkern Umland
10 000
100 000
1 000 000
10 000 000
4° C
6° C
8° C
10° C
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