Hitzeinseln
Ein Problem, welches mit dem globalen Klimawandel einhergeht, und dabei v.a. den urbanen und dicht besiedelten Raum betrifft, ist das Phänomen der (urbanen) Hitzeinseln. Dieses beschreibt einen "Unterschied der Lufttemperatur zwischen höher temperierten urbanen und niedriger temperierten ruralen Gebieten" (Tyrallová et al. 2018). Das Phänomen ist seit den 1960er-Jahren bekannt und wird seitdem intensiv global, überwiegend in den dicht bebauten städtischen Gebieten untersucht (ebd.), wo Hitzeinseln durch den hohen Versiegelungsgrad, die Oberflächenvergrößerung durch Gebäude sowie Emissionen durch Verkehr, Industrie und Haushalte, d.h. den anthropogenen Wärmefluss hauptsächlich auftreten (Stadt Mannheim 2021).
Auch in Deutschland werden Hitzeinseln zu einem immer größeren Problem und schon jetzt lassen sich Hitzeinseln beobachten, die sich auch nachts nicht mehr merklich abkühlen (Klockau 2019). Grund dafür ist, dass versiegelte Flächen ein starker Hitzespeicher sind (Tyrallová et al. 2018) und Gebäude und Straßen die gespeicherte Wärme langsam nachts wieder abgegeben.
Dementsprechend entsteht auch das typische Profil urbaner Hitzeinseln (Vgl. Abbildung) (Klockau 2019). Dies kann gerade im Sommer zur Gefahr für die Gesundheit der Bevölkerung werden, denn schon Temperaturen ab 37 °C sind für den menschlichen Körper, und dabei v.a. für Kinder und alte Menschen, gefährlich (Spiegel 2019).
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Temperaturprofil von Städten (Wikipedia 2021)
Auch in der MRN ein Problem?
Hintergrund: Digitale Topographische Karte 1:1.000.000
Vordergrund: Sentinel-3 LST am 23.07.2021 (22:40 Uhr MESZ)
WELTWEIT
Gerade auch in den dicht bevölkerten Bereichen der Metropolregion Rhein-Neckar kann der Effekt der Hitzeinseln beobachtet werden. Die links stehende Abbildung zeigt bereits Hinweise auf Hitzeinseln anhand einer grobaufgelösten Aufnahme der Oberflächentemperatur an einem Sommertag nach Sonnenuntergang.
Nutzen Sie diesen ersten Eindruck zur Orientierung. Die Hintergrundkarte entfällt in den folgenden Karten.
Was fällt Ihnen auf, was überrascht Sie?
Doch für die konkrete Untersuchung ersteinmal der Reihe nach: Ein erstes Indiz für die Hitzeproblematik ist die überdurchschnittlich starke Erhitzung am Tag. Die untenstehende Abbildung zeigt deshalb die Oberflächentemperaturen für einen Sommertag zur frühen Mittagszeit (10:14 UTC, bedeutet in Deutschland 12:14 Uhr MESZ).
Mercedes-Benz Werk
Mannheim-Luzenberg
Mercedes-Benz Lager in
Offenbach an der Queich
John Deere Werk
Mannheim-Lindenhof
Als besonders warme (rote) Hotspots stechen einzelne Dächer von größeren Industriegebäuden hervor. Die großen und oft auch dunklen Industriedächer bekommen viel Sonnenstrahlung ab. Die dadurch einstrahlende Sonnenenergie wird durch das niedrige Rückstrahlvermögen (Albedo) aber nur zum Teil reflektiert und größtenteils aufgenommen, was zu einer (sehr) starken Erhitzung tagsüber führt. Einige Beispiele sind oben hervorgehoben, wenn die Maus über die Karte bewegt wird.
Neben der Erhitzung von versiegelten Flächen offenbart die Abbildung aber auch eine starke Erhitzungstendenz von (dunklen) Ackerflächen. Besonders spannend ist daher in diesem Zusammenhang der Vergleich von Erwärmung und Landnutzungsklasse, wie hier unten in dem Überlappbild (Juxtapose) nachvollzogen werden kann.
Basemap: Land Cover (Daten und Klassifikation: DLR), darüber liegen Land Surface Temperatures von ECOSTRESS
Schließlich zeigen die untenstehenden Karten der Oberflächentemperaturen nach Sonnenuntergang wo die Oberflächen schnell abkühlen und wo diese länger warm bleiben. Eine Hitzeinsel zeichnet im Besonderen aus, dass selbst lange nach Sonnenuntergang die Temperatur innerhalb von Siedlungsflächen weit über jener des Umlandes, der Äcker und Wälder liegt.
In der nun folgenden Galerie sind deshalb die Oberflächentemperaturen kurz nach Sonnenuntergang und jene kurz vor Sonnenaufgang einsehbar. Zudem noch zum Vergleich die Temperaturen morgens. Zu beachten sind hierbei die jeweils unterschiedlichen Temperaturskalen!
Zum Durchschauen der Galerie bitte auf den Pfeil rechts im Bild klicken:
Sieht man abends noch gut die Erwärmung der Felder und Städte, so treten nachts die Wasserflächen hervor. Wasser ist ein guter Wärmespeicher, was hierbei deutlich wird. Zudem sind klar Hitzeinseln um die größeren Agglomerationen (Landau, Neustadt/ Weinstraße, Ludwigshafen, Mannheim, Heidelberg) zu sehen.
Eine genauere Analyse der Temperaturen in Städten und außerhalb kann im nächsten Reiter am Beispiel der fünftgrößten Stadt Baden-Württembergs, Heidelberg, vollzogen werden.