Stadtklima

Stadtklima, Bezeichnung für lokales, ortsspezifisches Klima in Städten.

Stadtklima bildet sich aufgrund geringer Vegetationsbedeckung, städtischer Wärmeproduktion und hoher Emission von Schadstoffen heraus. So verzeichnen Städte höhere Temperaturen sowie häufigere Nebel- und Dunstbildung (Smog) als das Umland. Das Vorhandensein einer wesentlich größeren Zahl an Kondensationskernen aus Abgasen bewirkt in der Stadt eine größere Niederschlagshäufigkeit. Bedingt durch die stärkere Verunreinigung der Luft ist die Sonneneinstrahlung geringer. Die Sommer- und Wintertemperaturen in Städten weichen im Vergleich zum Umland in Abhängigkeit von der Größe der Stadt ab. Während der Temperaturunterschied zwischen Innenstadt und Umland bei einer Stadt mit 10 000 Einwohnern etwa 4 °C beträgt, kann er bei einer Einwohnerzahl von einer Million Werte um 8 °C erreichen.

Besonders groß können dabei die Unterschiede in den Wintermonaten sein. Die Beheizung von Gebäuden bewirkt in Verbindung mit der schlechten Wärmeisolierung vieler Häuser sowie der Abwärme von Industriebetrieben und Kraftwerken höhere Temperaturen in der Stadt gegenüber dem Umland.

Diese Phänomene sind auf stadttypische Merkmale zurückzuführen. Die hohe Versiegelung der Stadtfläche schränkt u. a. die Versickerung von Niederschlagswasser ein und beschleunigt das Abflussverhalten. Beton und Asphaltoberflächen heizen sich erheblich stärker auf als vegetationsbedeckte Flächen und speichern die Wärme besser. Neben der gegenüber dem Umland wesentlich geringeren Bedeckung mit Pflanzen nehmen auch Gewässer in der Stadt eine wesentlich kleinere Fläche ein, wodurch die bei Verdunstung zu registrierende Abkühlung eine geringere Rolle spielt. Alle Tätigkeiten des Menschen, die zusätzliche Energie produzieren, verursachen den so genannten „anthropogenen Wärmestrom”. Dieser bewirkt das künstliche Klima der Stadt, das mit dem Begriff „städtische Wärmeinsel” umschrieben wird. Eine wichtige Rolle kommt in diesem Zusammenhang der verstärkten Produktion von Treibhausgasen, wie etwa Kohlendioxid, zu.

Die genannten Faktoren führen zur Ausbildung einer speziellen Stadtatmosphäre. Diese gliedert sich in zwei Schichten: die untere Stadthindernisschicht (englisch: Urban Canopy Layer) und die darüber anschließende obere städtische Grenzschicht (englisch: Urban Boundary Layer). Die Stadthindernisschicht reicht vom Boden bis etwa zum Niveau der Hausdächer. Dort treten auf engstem Raum die verschiedensten Mikroklimate auf. Die obere städtische Grenzschicht reicht aufgrund der durch die Einstrahlung bewirkten Konvektion tagsüber bis etwa 1 000 Meter Höhe. Nachts verringert sich die Ausdehnung auf rund 500 Meter über der Oberfläche.

Zum Ausgleich der negativen Auswirkungen zu starker Aufheizung der Oberfläche sind Grünflächen geeignet. Bereits kleine Areale weisen messbar niedrigere Temperaturen auf, da sich die Vegetation weniger stark aufheizt als die bebauten Flächen. Die Kühlwirkung einer derartigen „Kälteinsel” kann mehr als 50 Meter in bebautes Gelände hineinreichen. Für ein günstiges Stadtklima sind daher mehrere kleinere Grünanlagen günstiger als eine einzige große.

Das Phänomen des Stadtklimas hat auch Konsequenzen für Flora und Fauna. Bäume und Sträucher in den Innenstädten blühen früher als Exemplare der gleichen Art im Umland. Der zeitliche Unterschied beträgt mehrere Tage je Grad höherer Temperatur. Die Wärmeinsel Stadt bietet Tierarten Lebensraum, die – auf der Nordhalbkugel – ansonsten erst sehr viel weiter südlich heimisch sind.