Langjährige Entwicklung ausgewählter Klimaparameter 2013

Ergebnisse der Stationsauswertungen

Die wesentlichen Messdaten an den hier betrachteten Stationen werden zunächst im Verbund betrachtet, um Unterschiede und Gemeinsamkeiten der Messstandorte zu analysieren. Schwerpunkt der Betrachtungen ist dabei der Zeitraum von 1981 bis 2010, da in dieser Periode für die meisten der hier betrachteten Stationen Klimadaten vorliegen und diese 30 Jahre als aktueller Zeitraum zur Betrachtung „langjähriger Klimaverhältnisse“ gelten.

Die Einzel-Daten werden in einer gemeinsamen Tabelle für alle Stationen (bezogen auf die Sommer- und Winter-Kennwerte) sowie einzelnen Stationstabellen (u.a. mit allen Tageswerten seit Aufzeichnungsbeginn) abbildungsbezogen bereitgestellt. Der Download in einem gemeinsamen Archiv (zip; 91 MB) ist aber auch möglich.

Vergleich der Messreihen der Berliner Stationen Tempelhof, Tegel, Dahlem, Alexanderplatz und Grunewald sowie der Station Potsdam

Der Verlauf der Lufttemperatur aller fünf Berliner Messstationen sowie der Station Potsdam ist in Abbildung 1.1 dargestellt. Die Daten für die Stationen Berlin-Alexanderplatz sowie Berlin-Grunewald lagen nur bis Ende des Jahres 2012 vor, für alle anderen Messorte bis Ende 2013.

Für die Messstation Potsdam sind Messwerte seit 1893 verfügbar, weswegen für diese Station zusätzlich eine Trendlinie (gestrichelt in dunkelblau) sowie ein Mittelwert über alle Messjahre (hellblau) abgebildet ist. Diese markieren deutlich einen Anstieg der Lufttemperatur innerhalb des Betrachtungszeitraumes. Der Trendverlauf zeigt eine Erwärmung von mehr als 1 K zwischen 1893 und 2013. Lagen die Temperaturwerte der Station Potsdam zu Beginn der Aufzeichnungen noch deutlich unter dem Mittelwert, sind diese seit den letzten 20 Jahren durchgehend oberhalb der Mittelwertslinie.
Ebenso erkennbar ist, dass die Station am Alexanderplatz durchgehend die höchsten Werte im Vergleich zu den anderen Stationen aufweist. Auch die Station Berlin-Tempelhof zeigt mit ihrer innerstädtischen Randlage noch höhere Temperaturwerte als die Stationen in Randlage oder im Umland.

Abb. 1.1: Verlauf der Jahresmitteltemperaturen in 2 m Höhe aller betrachteten Stationen im jeweiligen Messzeitraum bis Ende 2013; Stationen Berlin-Alexanderplatz und Berlin-Grunewald bis Ende 2012

In Abbildung 1.2 ist der Verlauf der Sommertage im Raum Berlin dargestellt. Ein Sommertag ist ein Tag, an dem die maximale Lufttemperatur mindestens 25 °C beträgt (T _max ≥ 25 °C). Auch hier wurde eine Trendlinie für die Potsdamer Messstation eingetragen. Diese zeigt eine Zunahme der Anzahl der Sommertage um etwa 15 Tage im Zeitraum von 1893 bis 2013. Auffallend ist das Jahr 1947, in dem in Potsdam 71 Tage registriert wurden, an denen die Lufttemperatur einen Wert von 25 °C oder mehr erreichte. Dieser Wert liegt noch über dem des „Jahrhundertsommers“ im Jahre 2003. An der Station Berlin-Grunewald treten bedingt durch die periphere Waldlage durchweg die wenigsten Sommertage auf.

Abb. 1.2: Verlauf der Anzahl an Sommertagen aller betrachteten Stationen im jeweiligen Messzeitraum bis Ende 2013; Stationen Berlin-Alexanderplatz und Berlin-Grunewald bis Ende 2012

Der Verlauf der Hitzetage ähnelt dem der Sommertage. Bei einem Hitzetag liegt die maximale Lufttemperatur bei 30 °C oder höher (T _max ≥ 30 °C). In dieser Untersuchung werden Hitzetage gleichzeitig auch bei den Sommertagen berücksichtigt. In Jahren mit besonders vielen Sommertagen werden zumeist auch überdurchschnittlich viele Hitzetage verzeichnet (Abb. 1.3). Hervorstechend ist auch hier das Jahr 1947, in dem an der Station Potsdam 26 Hitzetage registriert wurden. Aber auch in den Jahren 2003 und 2006 wurden zahlreiche Hitzetage registriert, wobei das Jahr 2006 auch hinsichtlich der Tropennächte (T _min ≥ 20 °C) besonders hervortrat (vgl. Abb. 1.4).

Im Vergleich zu den Sommertagen treten die beiden Jahre 2003 und 2006 im Verlauf der Hitzetage deutlicher hervor. An der Station Berlin-Alexanderplatz, an der die Temperatur durch die Innenstadtlage grundsätzlich höher liegt als an den anderen betrachteten Stationen, wurden 18 Hitzetage im Jahr 2003 gegenüber 25 entsprechenden Tagen im Jahr 2006 verzeichnet.

Abb. 1.3: Verlauf der Anzahl an Hitzetagen aller betrachteter Stationen im jeweiligen Messzeitraum bis Ende 2013; Stationen Berlin-Alexanderplatz und Berlin-Grunewald bis Ende 2012

Auch beim Verlauf der Tropennächte in der Region zeigt sich deutlich der Einfluss von innerstädtischen Strukturen auf die Lufttemperatur (Abb. 1.4). Die Station Berlin-Alexanderplatz zeigt – abgesehen von Jahren mit Messausfällen (1993/94) – durchweg die höchste Anzahl an Tropennächten. Hierbei wirken sich die thermischen Effekte der nächtlichen Energieflüsse aus den umgebenden Bebauungsstrukturen besonders aus. Ein hoher Versiegelungsanteil und die dichte Randbebauung mit ihrem großen Wärmespeichervermögen sind ein umfassendes Reservoir für eine langandauernde Wärmeausstrahlung in Sommernächten. Laut Deutschem Wetterdienst hält die Station Berlin-Alexanderplatz mit durchschnittlich 5 Tropennächten pro Jahr den Spitzenplatz aller deutschen Klimastationen. In Jahren mit deutlich ausgeprägten Sommern kann die Zahl der Tropennächte aber auch weit über dem Durchschnittswert liegen, wie die Anzahl von 21 entsprechenden Nächten im Jahre 2006 zeigt.

Abb. 1.4: Verlauf der Anzahl an Tropennächten aller betrachteten Stationen im Zeitraum 1981 bis 2013; Stationen Berlin-Alexanderplatz und Berlin-Grunewald bis Ende 2012

Der Verlauf der Frosttage (Minimaltemperatur unter 0 °C) (vgl. Abb. 1.5) zeigt auf Basis der Station Potsdam einen fallenden Trend, was mit dem ansteigenden Trend der sommerlichen Kenntage gut korreliert (Abbildung 1.1 bis 1.4). Für Potsdam kann eine Abnahme der Anzahl an Frosttagen (Minimaltemperatur unter 0 °C) von knapp 15 Tagen im Gesamtzeitraum festgestellt werden. An der Station Berlin-Alexanderplatz traten im gesamten Verlauf die wenigsten Frosttage pro Jahr auf.

Abb. 1.5: Verlauf der Anzahl an Frosttagen aller betrachteten Stationen im jeweiligen Messzeitraum bis Ende 2013; Stationen Berlin-Alexanderplatz und Berlin-Grunewald bis Ende 2012

Auch im Verlauf der Eistage (Maximaltemperatur unter 0 °C) an den Messstationen in der Region Berlin zeigt sich ein Rückgang. Dieser ist mit einer Anzahl von ca. fünf Tagen bezogen auf den Trendverlauf der Station Potsdam deutlich geringer ausgeprägt als bei den Frosttagen. Vergleichbar dem Vorgehen bei der Analyse der Hitzetage sind auch hier in der Anzahl der Eistage die jeweiligen Frosttage enthalten.

Die Messstation Berlin-Alexanderplatz zeigt auch hier, bedingt durch ihre Innenstadtlage, die besondere Stellung innerhalb des Stationskollektivs: sie weist vergleichbar den Frosttagen auch die geringste Anzahl an Eistagen auf. Alle anderen Stationen zeigen einen ähnlichen Verlauf.

Abb. 1.6: Verlauf der Anzahl an Eistagen aller betrachteten Stationen im jeweiligen Messzeitraum bis Ende 2013; Stationen Berlin-Alexanderplatz und Berlin-Grunewald bis Ende 2012

Im Folgenden wird die Auswertung ausgewählter Klimaparameter an den einzelnen Stationen tabellarisch und graphisch dargestellt. Als Referenzperiode wurde, soweit Daten dazu vorlagen, das aktuelle langjährige Zeitintervall der 30 Jahre von 1981 bis 2010 ausgewertet. Die Auswertungen der mittleren Windrichtungsverteilungen beziehen sich auf das 10-jährige Zeitintervall von 2001 bis 2010. Stundenwerte von Windrichtung und Windgeschwindigkeiten lagen für die Berliner Messstationen Tegel, Tempelhof, Dahlem und Grunewald vor.

• Berlin-Alexanderplatz
• Berlin-Dahlem
• Berlin-Grunewald
• Berlin-Tegel
• Berlin-Tempelhof
• Potsdam

Zusammenfassende Betrachtung

Entwicklung der sommerlichen Lufttemperaturen im Raum Berlin bis 2013

Die zeitliche Entwicklung der Jahresmitteltemperaturen wurde bereits in den Kapiteln Methode und Ergebnisse der Stationsauswertungen dargestellt.

An dieser Stelle sollen nochmals die wesentlichen Ergebnisse der umfangreichen Auswertungen zusammengefasst werden, Abbildung 8.1 stellt dazu die wesentlichen klimatologischen Kenntage in ihrer Häufigkeit pro Station gegenüber.

Abb. 8.1: Mittlere Häufigkeiten von Sommertagen, Hitzetagen und Tropennächten im langjährigen Zeitraum 1981 bis 2010 an den betrachteten Klimastationen im Berliner Raum (Zeitreihe für die Station Grunewald: 1988-2012)

• Die maximalen Lufttemperaturen der einzelnen Messstandorte weichen nicht stark voneinander ab, während die nächtlichen Tiefstwerte an Sommertagen zum Teil deutliche Unterschiede zeigen. Typischerweise sind Temperaturunterschiede zwischen städtischen und ländlich geprägten Messstandorten bezüglich der Tagesmaxima geringer als hinsichtlich der nächtlichen Tiefsttemperaturen. Die nachmittags auftretenden Temperaturmaxima an Sommertagen unterscheiden sich deutlich weniger, da aufgrund der durchweg guten Durchmischung an Sommertagen Temperaturunterschiede während der Tagstunden eher ausgeglichen werden können. Nachts gibt die städtische Bebauung die gespeicherte Wärme nur langsam ab, die zunehmende Stabilität der Temperaturschichtung in den unteren Luftschichten und das „Einschlafen“ des Windes vermindern Ausgleichsprozesse.

• Bei den durchschnittlichen nächtlichen Tiefsttemperaturen an Sommertagen zeichnet sich deutlich der beschriebene Einfluss der umgebenden Bebauung und damit der städtische Wärmeinseleffekt ab. Die höchsten nächtlichen Temperaturen wurden an der innerstädtischen Station Alexanderplatz registriert, während die niedrigsten Nachtwerte an den peripheren oder eher ländlich geprägt Standorten Dahlem und Potsdam gemessen wurden. In Relation zu den Standorten Dahlem und Potsdam steigt das nächtliche Temperaturniveau an der Station Grunewald im Laufe der Aufzeichnungsperiode insgesamt an. Die Standorte Tegel und Tempelhof nehmen in ihrem Temperaturniveau eine mittlere Position ein.

• Bei den höchsten Temperaturen eines Sommers lässt sich die Lage der Messstandorte nicht eindeutig mit dem relativen Temperaturniveau, das die Stationen im Mittel untereinander aufweisen, verbinden. Während die Stationen Dahlem und Tempelhof häufig im unteren Bereich der Maximaltemperaturen zu finden sind, wurde an der Station Potsdam häufig die höchsten Maximalwerte erreicht. Das Temperaturniveau der innerstädtischen Station Alexanderplatz liegt ebenfalls auf einem sehr hohen Niveau. Die höchste Temperatur der betrachteten Messreihen wurde mit 38,6 °C am 09. August 1992 an der Station Potsdam erreicht.

• Der mittlere Tagesgang an Sommertagen spiegelt analog zu den durchschnittlichen Tiefsttemperaturen die Lage der Stationen im Stadtgebiet wider. Je größer der Einfluss der umgebenden Bebauung ist, desto geringer ist im Mittel die Amplitude des Tagesgangs. Für die Station Dahlem zeigt sich ebenso wie für die Station Tempelhof im zeitlichen Verlauf eine Zunahme des mittleren Tagesgangs an Sommertagen. Für die Stationen Tegel und Potsdam blieb der Tagesgang im Mittel nahezu unverändert, während an der innerstädtischen Station Alexanderplatz die Amplitude des Tagesganges tendenziell abgenommen hat. Zu- oder auch Abnahmen in der Amplitude des Tagesganges können über lokale Veränderungen des Wärmeinseleffektes in der Umgebung des Messstandortes verursacht werden.

• Eine Zunahme der aufgetretenen Sommertage zeigt sich für alle Stationen. Aufgrund der vergleichsweise homogenen sommerlichen Höchsttemperaturen innerhalb des Stadtgebietes weist die Anzahl der Sommertage an den unterschiedlichen Stationen keine großen Unterschiede auf. Die Verläufe der einzelnen Stationen sind z.T. nur schwer zu unterscheiden, da sich die Häufigkeiten der Sommertage nur unwesentlich unterscheiden. Auffällig ist, dass nicht nur das Temperaturniveau sondern auch die Häufigkeit von Sommertagen an der Station Potsdam bis Anfang der 90er Jahre im Vergleich zu den Stationen im Berliner Stadtgebiet vergleichsweise hoch ist.

• Größere Unterschiede zeigen sich erwartungsgemäß bei der Anzahl der Tropennächte, da die nächtlichen Tiefsttemperaturen deutlicher den Bebauungsgrad der Umgebung widerspiegeln. Hier hebt sich die innerstädtische Station Alexanderplatz durch ihre deutlich höhere Anzahl an Tropennächten hervor.