Strategien zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels sind zu entwickeln um die Lebensqualität in der Stadt langfristig zu erhalten.

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Das Stadtklima in der Großstadt ist eine wesentliche Grundlage für das Wohlbefinden ihrer Bewohnerinnen und Bewohner. Die Stadt weist einen geänderten Wärmehaushalt gegenüber der freien Landschaft auf. So verursachen Oberflächenversiegelung, Bebauung und menschliche Wärmeerzeugung in der Stadt Temperaturerhöhungen. Zusätzliche Temperaturerhöhungen entstehen durch die Anreicherung der Stadtluft mit Schadgasen und Aerosolen. Gegenüber dem Umland bildet die Stadt eine Wärmeinsel, die im Jahresmittel etwa 1 bis 2 Grad wärmer ist als die freie Landschaft.

Auch die Veränderung der natürlichen Zusammensetzung der Luft durch anthropogene, also menschliche Einflüsse, wie Luftverschmutzung und Aerosolen beeinflussen das Stadtklima. Das Stadtklima ist vor allem für dicht besiedelte Stadtteile wichtig, da auch hier gewährleistet sein muss, dass diese Bereiche ausreichend mit guter, kühler Frischluft versorgt sind. Das ist besonders an heißen Sommertagen wichtig. Auf diese Wetterlagen reagieren zum Beispiel Herzkranke und Kreislaufkranke sehr empfindlich.

Welches Klima prägt die Kölner Bucht?

Die Kölner Bucht ist der südlichste Ausläufer des Niederrheinischen Tieflandes und zählt klimatisch zu den Gunsträumen der Mittleren Breiten Europas. Das Klima der Kölner Bucht wird, wie im ganzen Westen Deutschlands, stark von der geografischen Nähe zur Nordsee und zum Atlantik und somit vom Golfstrom beeinflusst. Diese Lage sorgt für ein maritim beeinflusstes Klima mit milden Wintern und gemäßigten Sommern. Im Bereich der Westwinddrift überwiegen regelmäßige Tiefausläufer, die vom Atlantik kommend Deutschland mit entsprechenden Niederschlägen überqueren. Bei weniger häufigen Hochdruckwetterlagen nehmen die Tiefdruckgebiete nördliche oder südliche Zugbahnen, so dass sich dann länger anhaltende, trockene Perioden einstellen können.

Besonderheiten in der Kölner Bucht - Geologie, Niederschläge, Temperaturen und Wetterlagen

Durch die Reliefform der Kölner Bucht werden bodennahe Luftströmungen kanalisiert und der Wind schwenkt in Richtung des Rheinverlaufs. Aber nicht nur Luftbewegungen, auch Niederschläge werden hierdurch beeinflusst.

Die Erhebungen des Rheinischen Schiefergebirges verlaufen quer zur Hauptwindrichtung, dies führt zu ausgeprägten Luv und Lee-Effekten. Luv ist die dem Wind zugekehrte Seite und Lee, die dem Wind abgewandte Seite. Die Luftmassen aus westlicher Richtung überqueren das Hohe Venn und die Eifel. Dabei werden sie erwärmt und weisen nur geringe Niederschlagswerte auf, da warme Luft mehr Feuchtigkeit speichern kann. Der Anstieg zum Bergischen Land östlich des Rheins verursacht hingegen eine Stauung und Abkühlung der Luftmassen, dies führt zu deutlich mehr Niederschlägen.

Betrachtet man die langjährigen Temperaturmittel, zeigt sich die Kölner Bucht während der Winter als eine der wärmsten Regionen Deutschlands. Längere Frostperioden oder dauerhafte Schneedecken sind die Ausnahme.

Grundsätzlich sind in Köln zwei Wetterlagen zu unterscheiden: Zum einen treten in Köln Wetterlagen auf, die geprägt sind durch westliche Windrichtungen (Nord-West bis Süd-West Winde) mit teilweise höheren Windgeschwindigkeiten.

Zum anderen sind Wetterlagen anzutreffen, bei denen sich bodenständige Windsysteme einstellen können, die in der Regel durch Schwachwinde geprägt sind. Neben den auf wenige Prozent der Jahresstunden beschränkten lokalen Kaltluftabflüsse vom bergischen Höhenrand und der Ville, kommt es hier zu einem regionalen Kaltluftabfluss vom Siebengebirge. Kanalisiert durch das Rheintal herrschen dann schwach windige süd-süd-östliche Windrichtungen vor. Dieser Abfluss kann Mächtigkeiten bis über 100 Meter erreichen. Dabei gibt es keine topografischen Hindernisse auf Kölner Stadtgebiet.

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Begrüntes Parkhaus, Stadthaus

Das spezielle Klima in der Großstadt

Während in der freien Landschaft das Klima weitgehend von natürlichen Gegebenheiten abhängig ist, bildet sich in Stadtlandschaften ein durch Bauwerke beeinflusstes Klima aus, das Stadtklima. Dieses wechselt kleinräumig durch die Art und Dichte der Bebauung. Auch die Veränderung der natürlichen Zusammensetzung der Luft durch anthropogene, also menschliche Einflüsse, wie Luftverschmutzung, Staub- und Schwebteilchen (Aerosole) beeinflussen das Stadtklima.

Die Stadt weist einen geänderten Wärmehaushalt gegenüber der freien Landschaft auf. Gebäude, Straßen und versiegelte Flächen erhitzen sich deutlich intensiver und speichern die Wärme über eine viel längere Zeit.

So verursachen Oberflächenversiegelung, Bebauung und menschliche Wärmeerzeugung wie auch Aerosole und Luftverschmutzung in der Stadt Temperaturerhöhungen. Die Stadt bildet eine Wärmeinsel und ist im Jahresmittel etwa 1 bis 2 Grad Celsius wärmer als das Umland. Bei starker Strahlungswetterlage beispielsweise im Sommer kann die Differenz zwischen dicht bebauten Flächen der Wärmeinseln und dem Freiland jedoch deutlich höher ausfallen.

Aufgrund der unterschiedlich starken Abkühlung der Flächen im Umland wird die Stadt nachts durch Flurwinde mit kühlerer Luft aus dem Freiland versorgt. Darüber hinaus wird das Kölner Stadtgebiet durch den Rheintalwind bei schwachwindigen, austauscharmen Wetterlagen mit Frischluft versorgt.

Die Klimaanalyse

Für die Stadt Köln ist eine Klimaanalyse erstellt worden, um Flächen mit vergleichbaren Klimaeigenschaften unter Berücksichtigung lokaler Windverhältnisse darzustellen. Dieses Stadtklimagutachten fließt bei Entscheidungen zur Flächennutzungsplanung, Bebauungsplanung und bei Umweltprüfungen ein.

Hierzu wurde das Stadtgebiet überflogen und mit einem Thermalscanner die Oberflächentemperaturen aufgezeichnet. Messungen am Boden zur Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und Windrichtung ergänzen diese Aufnahmen. Zur Bestimmung des Temperaturprofils wurden Vertikalsondierungen, also Messungen ausgehend vom Erdboden bis in 100 Meter Höhe durchgeführt.

Darüber hinaus wurden Untersuchungen zur Luftbewegung mit einem Markierungsverfahren, dem sogenannten Tracerverfahren angewandt. Hierzu werden Spezialgase eingesetzt, die sich mit der strömenden Luft verteilen und so das Eindringen von kalten Frischluftmassen in die dicht bebaute Innenstadt bei austauscharmen Wetterlagen nachweisen.

Anhand dieser umfangreichen Daten war die flächendeckende Analyse des Stadtklimas mit der Darstellung in der Kölner Klimafunktionskarte möglich.

Weitere Informationen

Klima und Umwelt, Deutscher Wetterdienst
Sommerhitze
Starkregen, Stadtentwässerungsbetriebe Köln AöR

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Klimatope und die Kölner Klimafunktionskarte

Klimatope beschreiben Gebiete mit ähnlichen mikroklimatischen Eigenschaften. In der Klimafunktionskarte sind Siedlungsklimatope und Freiflächenklimatope in Köln farblich markiert dargestellt. Die Karte können Sie unten auf dieser Seite als pdf-Datei herunterladen.

1. Siedlungsklimatope

Klasse I
Geringer Belastungsgrad, bebaute Flächen mit offener Bebauung und reichhaltigen Grünflächen. Beispiel: Köln-Rodenkirchen.

Klasse II
Mittlerer Belastungsgrad, mehrgeschossige geschlossene Bebauung mit wenig Grünflächenanteilen, wie etwa Bereiche von Porz.

Klasse III
Hoher Belastungsgrad, dichte und hohe innerstädtische Bebauung mit sehr geringen Grünanteilen. Hierzu zählt die Kölner Innenstadt.

2. Freiflächenklimatope

Freilandklima I
Gute Ausprägung: extremer Tages- und Jahresgang der Temperaturen und Feuchte, sowie sehr geringe Windströmungsveränderungen. Beispiele: Porz-Zündorf und Langel

Freilandklima II
Schwache Ausprägung: weist ungestörten, ausgeprägten Tagesgang von Temperaturen und Feuchte auf. Wie etwa der Äußere Grüngürtel.

Geschlossene Waldbestände
Stark gedämpfte Tages- und Jahresgänge der Temperatur, Luftregeneration, hohe Luftfeuchte. Beispiel: Königsforst

Parkklima
Positive Ausgleichsfläche für umgebende Bebauung durch extreme Tagesgangschwankungen bei Temperatur und Feuchte. Beispiel: Innerer Grüngürtel.

Gewässerklima
Schwach ausgeprägte Tages- und Jahresgänge der Temperatur, mit ausgleichender thermischer Wirkung. Beispiele: Fühlinger See und Rhein.

Grundlagen

Synthetische Klimafunktionskarte für das Kölner Stadtgebiet
PDF, 4895 kb
Klima - Auszug aus dem UVP-Bewertungshandbuch der Stadt Köln
PDF, 116 kb

Maßnahmen und Empfehlungen zum Stadtklima

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Brunnen im Wohngebiet

Nur durch ein günstigesWohlfühlklima bleibt das Leben in der Stadt weiterhin attraktiv. Die Aufgabe besteht darin, die notwendigen Voraussetzungen für ein gutes Stadtklima zu schaffen. Hier sind die Stadt Köln und auch die Kölnerinnen und Kölner gefordert. Denn schon kleine Einzelmaßnahmen sorgen in der Summe für ein verbessertes Umfeld.

Freihaltung von Freiflächen und Ventilationsbahnen

Generell sind größere, zusammenhängende Freiflächen unter klimatologischen Aspekten freizuhalten. Sie wirken sich vorwiegend lokal auf die angrenzende Bebauung aus, führen jedoch auch regional zu einer Verbesserung. Bodennahe Kaltluft aus dem unbebauten Umland kann über Ventilationsbahnen zum überwärmten Verdichtungsraum gelangen. Dieser Austausch vollzieht sich durch den thermischen Unterschied zwischen dem überwärmten, bebauten Gebiet und seinem unbebauten Umland. Die Freihaltung von zukünftiger Bebauung ist besonders für die Freiflächen wichtig, die Gebiete mit einem stadtklimatisch hohen Belastungsgrad umschließen. Diese Flächen sollten auch in der Bauleitplanung verbindlich gesichert werden.

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Dachbegrünung

Durchgrünung intensivieren

Eine Maßnahme, die in der Zukunft vermehrt auftretenden trockenen Hitzperioden im Sommer für die Bevölkerung erträglicher zu gestalten, ist eine konsequente Durchgrünung der Wohngebiete. Das Grün spendet nicht nur Schatten, sondern sorgt durch die Wasserverdunstung über die Blätter auch für ein angenehmes Mikroklima. Zudem wird durch einen Rückhalt der Regenwassermengen in den Grünbereichen auch ein positiver Effekt auf das Grundwasservorkommen erzielt.

Wichtig ist, die bereits vorhandenen Park- und Grünanlagen in Köln zu schützen und erhalten.Weiterhin gilt es auch im privaten Bereich neues Grün zu pflanzen, beispielsweise als Dach-, Garten- und Fassadenbegrünung.

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Straßenbäume

Verminderung der Bodenversiegelung

Eine geringere Anzahl von versiegelten Flächen und konkrete Entsiegelungsmaßnahmen mindern die Wärmeinseleffekte in der Stadt. Beispielsweise indem ein asphaltierter Innenhof eines Mehrfamilienhauses umgewandelt wird in einen Garten. Dadurch kann Regenwasser ortsnah versickern und die Verdunstung mit der entstehender Verdunstungskälte erzeugt einen positiven Effekt auf das Kleinklima in der Stadt.

Weitere Informationen zum Thema Stadtklima

Das Handbuch Stadtklima

Der Ratgeber für Städte und Ballungsräume herausgegeben vom Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen. Stand: Januar 2011

Handbuch Stadtklima - Maßnahmen und Handlungskonzepte für Städte und Ballungsräume zur Anpassung an den Klimawandel

Die Städtebauliche Klimafibel

Hinweise für die Bauleitplanung, Internetseite des Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg

Städtebauliche Klimafibel

Daten zum Stadtklima am Beispiel einiger Großstädte

Stuttgart
Die Landeshauptstadt Stuttgart bietet auf ihren Internetseiten umfassende Informationen zum Stadtklima. Die "Städtebauliche Klimafibel" zum Herunterladen beschreibt das Thema Klima in der Bauleitplanung.

Stadtklima Stuttgart

Frankfurt
Flächendeckende stadtklimatische Untersuchungen liegen für Frankfurt vor, sie erlauben eine erste Beurteilung der stadtklimatischen Situation vor Ort. Diese Daten werden auch als Grundlage für weiterführende stadtklimatische Untersuchungen, beispielweise bei Bau- oder Planungsvorhaben eingesetzt. Der "Klimaplanatlas" für Frankfurt kann heruntergeladen werden.

Stadtklima Frankfurt

Berlin

Karten zum Stadtklima sind im Digitalen Umweltatlas Berlin eingestellt. Es gibt zum Beispiel Karten, die die räumliche Verteilung von Klimaparametern, wie Lufttemperatur, Feuchte, Wind oder Niederschläge darstellen.

Weitere Daten:

  • Karten zum Bioklima
  • Analysekarten des Klimamodells Berlin
  • Klimafunktionsbereiche
  • Luftmassenberechungen
  • Hinweise für den Klimaschutz in der räumlichen Planung
Umweltatlas Berlin: Karten zum Stadtklima