Anpassung an den Klimawandel in Köln

Die Stadt Köln konnte in dem gemeinsamen Projekt "Klimawandelgerechte Metropole Köln", das zusammen mit dem Ministerium für Klimaschutz, Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, dem Deutschen Wetterdienst und den Stadtentwässerungsbetrieben Köln durchgeführt wurde, wertvolle Erkenntnisse zum Klimawandel in Köln im 21. Jahrhundert gewinnen und daraus Anpassungsstrategien entwickeln. Für Köln stehen die künftige Wärmebelastung im Sommer im Vordergrund sowie die Zunahme von Starkregenereignissen.

Ziel wird es sein die Planungs- und Handlungsempfehlungen, die im Projekt entwickelt wurden, weiter zu konkretisieren und einen Zeit-Maßnahmenplan aufzustellen. Der gedruckte Fachbericht des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen stellt übersichtlich alle Ergebnisse dar. Insgesamt ergeben sich sieben Handlungsfelder:

  • Stadtentwicklung und -planung
  • Landschaftspflege- und Grünflächen
  • Mobilität und Verkehr
  • Wasser
  • Boden
  • Biotop- und Artenschutz sowie
  • Gesundheit

Hitzebelastung

Während des Projektes ist ein umfangreiches meteorologisches Messnetz eingerichtet worden, das auf dem Gebiet der Stadt Köln meteorologische Messungen durchgeführt hat. Es wurden die Parameter Lufttemperatur, Niederschlag, Wind (Windrichtung, Windgeschwindigkeit), Luftfeuchte und Strahlung in hoher zeitlicher Auflösung erfasst. Zudem wurden Profilfahrten (Messfahrten) bei austauscharmen Hochdruckwetterlagen zur Identifikation von Temperaturunterschieden im Stadtgebiet durchgeführt. Dabei zeigten sich Temperaturunterschiede von etwa 10 Grad Celsius zwischen der dicht bebauten Innenstadt und dem Außenbereich, was den schon jetzt vorhandenen Wärmeinseleffekt verdeutlicht.

Berechnungen mit dem DWD-Stadtklimamodell "Muklimo_3" des Deutschen Wetterdienstes erlaubten kleinräumige Aussagen über zukünftige Wärmebelastungen in Köln. Dabei wurde der Zeitraum 1971 bis 2000 der Zukunft von 2021 bis 2050 gegenübergestellt.

Diese Modellrechnungen wurden auf Basis der vier Regionalmodelle durchgeführt. Die vier Regionalmodelle Remo, Star, WettReg und CLM stellen eine Regionalisierung des Globalmodells ECHAM 5 dar.

Mit dem Stadtklimamodell Muklimo_3 wurden aufgrund der unterschiedlichen Verteilung der Landnutzung in Köln, des Geländemodells und anderer Parameter die Prognosen noch kleinräumiger (100m Gitter) ausgewertet.

Die Ergebnisse aller vier Regionalmodelle sind gleich wahrscheinlich. Die höchsten Werte lieferte Star.

Anzahl der Sommertage 2021 bis 2050

Die beiden meteorologischen Kenngrößen heiße Tage (Tagesmaximum 30 Grad Celsius) und Sommertage (Tagesmaximum 25 Grad Celsius) zeigen für alle vier regionalen Antriebsmodelle eine deutliche Zunahme gegenüber dem Vergleichszeitraum.

Dabei können Maximaltemperaturen von über 40 Grad Celsius erreicht werden. Die Zahl der Sommertage wird bis Mitte des Jahrhunderts für das Stadtgebiet Köln im Vergleich zu den derzeitigen klimatischen Verhältnissen, um 30 bis 70 Prozent zunehmen und für die heißen Tage um 60 bis 150 Prozent.

 

Antrieb / Modell

Sommertage

(pro Jahr)

Heiße Tage

(pro Jahr)

EVAL (1971 bis 2000)

38,6

8,2

REMO (2021 bis 2050)

51,9 (+34,4 Prozent)

12,9 (+57,3 Prozent)

CLM (2021 bis 2050)

50,4 (+30,6 Prozent)

13,8 (+72 Prozent)

WETTREG (2021 bis 2050)

50,6 (+31 Prozent)

13,8 (+72 Prozent)

STAR (2021 bis 2050)

66,6 (+72,5 Prozent)

20,2 (+146,3 Prozent)

Die Stadt Köln muss sich also auf deutlich längere Hitzeperioden mit Tagen über 30 Grad Celsius vor allem in den dicht bebauten Stadtteilen einstellen. Besonders ältere Menschen und Kleinkinder werden dann hohen Belastungen ausgesetzt sein. Auch Änderungen der Flächennutzung bisher noch unbebauter Freiflächen oder landwirtschaftlich genutzter Flächen sind besonders zu betrachten. Die dort heute geringe Anzahl von heißen Tagen und Sommertagen würde bis Mitte des Jahrhunderts bei einer erheblichen Verdichtung (beispielsweise durch Wohngebiete / Gewerbegebiete) eine deutliche Zunahme erfahren. Dies macht deutlich, dass bei Planvorhaben darauf zu achten ist, dass die Wärmebelastung durch den Klimawandel nicht durch ungünstige Flächennutzungsänderungen noch deutlich verstärkt wird. Diese Aspekte sind bei einer zukünftigen, nachhaltigen Stadtentwicklung zu berücksichtigen.

Planungshinweiskarte

Die Planungshinweiskarte ist eine synthetische Klimaanalysekarte auf Basis der Muklimo_3 Berechnungen, welche die zukünftig zu erwartenden lokalklimatischen Gegebenheiten auf dem Gebiet der Stadt Köln als flächenhafte Übersicht darstellt.

Die Ausweisung der klimatisch aktiven Flächen ist nicht parzellenscharf und es bedarf bei großmaßstäbigen Planungen (beispielsweise Bebauungsplänen) einer zusätzlichen Auswertung der Grundlagendaten auf Detailebene.

Mit

  • der Anzahl der heißen Tage für die Periode 2021 bis 2050 (als Maß für die zu erwartende Wärmebelastung),
  • der Verteilung der Grünzüge in der Stadt (als potenzielle Frisch- und Kaltluftproduktionsflächen),
  • den Kaltluftflüssen (als Maß für die Möglichkeit der Verminderung der innerstädtischen Wärmebelastung)
  • der Windrose (woher weht der Wind wie häufig?)

werden in der Planungshinweiskarte Größen zusammengeführt, welche die siedlungsklimatische Situation und das Leben der Menschen in der Stadt beschreiben. Dadurch hilft diese Karte, um die Empfindlichkeit der Flächen bei Nutzungsänderungen und den resultierenden klimatischen Folgen erkennen und bewerten zu können.

Die Flächen der Klasse 1 und 2 können hierbei als klimatische Sanierungsgebiete eingestuft werden, in denen sich Maßnahmen zur Verbesserung des Stadtklimas aufdrängen. Während die Flächen der Klasse 4 und 5 eine sehr hohe Empfindlichkeit bei nutzungsändernden Eingriffen, Versiegelung und Bebauungsverdichtungen aufweisen. Diese beiden Klassen sollten als "Stadtklimatische Ausgleichsflächen" in ihrer klimatischen Funktion erhalten bleiben.

 

Starkniederschläge

Anhand von historischen und aktuellen Niederschlagsdaten sowie auf Basis von Klimaprojektionen wurde das Auftreten von Starkniederschlägen in Köln untersucht. Es wurden zeitlich hochaufgelöste Daten von regionalen Klimaprojektionsberechnungen ausgewertet, um Aussagen treffen zu können, ob es bis Mitte dieses Jahrhunderts häufiger zu Starkniederschlagsereignissen kommen kann.

Schwerpunkt der Arbeiten waren Betrachtungen zur Sicherstellung eines ausreichenden Entwässerungskomforts und einer Überflutungsvorsorge. Dabei wurden ein Modellgebiet in Köln Porz mittels neuer Niederschlag-Abfluss-Modelle analysiert und Bereiche identifiziert, in denen das Kanalnetz die zukünftig erwarteten Regenmengen nicht aufnehmen kann und daher mit erhöhtem Überflutungsrisiko zu rechnen ist.

Diese Ergebnisse sollen helfen, Konzepte zu entwickeln, wie mit den bestehenden Kanalnetzen und alternativen Methoden auch zukünftig Starkniederschlagsereignisse beherrscht oder deren negative Auswirkungen zumindest minimiert werden können.

Download des Berichts des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen

Klimawandelgerechte Metropole Köln, Abschlussbericht, LANUV-Fachbericht 50