Auf Grund der in großen Teilen engen inhaltlichen Bezüge weisen die Erläuterungstexte zu den Karten 04.10.01 bis 04.10.06 eine gemeinsame Darstellung in den Kapiteln Problemstellung, Datengrundlage und Methode auf. Im Kapitel Kartenbeschreibung folgt dann eine Unterteilung in die einzelnen Auswertungen:
- Bodennahe Temperaturen (22.00 Uhr)
- Bodennahe Temperaturen (06.00 Uhr)
- Luftaustausch und Luftmassenstrom (22.00 und 06.00 Uhr)
Die im Rahmen der bisherigen Klima-Untersuchungen für den Umweltatlas Berlin gewonnenen Ergebnisse, dokumentiert in den Karten 04.02 – 04.07 sowie 04.09 (SenStadt 2001a-e und SenSUT 1998), basierten methodisch im Wesentlichen auf der Durchführung von stationären und mobilen Messungen sowie der Interpretation von Grundlageninformationen wie Flächennutzungs- oder Versiegelungsdaten. Diese Methoden erlaubten jedoch nur in Ansätzen die Untersuchung und Abgrenzung von lokalen oder regionalen Windzirkulations-Systemen, deren grundsätzliche Bedeutung für das Stadtklima einer Metropole, zumal in weitgehend ebenem Gelände, jedoch außer Frage steht.
Die moderne Klimaanalyse für die Praxis muss insbesondere das Prozesssystem der Luftaustauschströmungen erfassen und versuchen, eine Verbindung zwischen diesen Vorgängen und einer Gliederung des Untersuchungsraumes in klimatisch-(lufthygienische) Gunst- und Ungunsträume herzustellen. Diese beiden Begriffe beschreiben aus klimatischer Sicht die Gliederung des Raumes in Ausgleichsräume, Wirkungsräume und verbindende Strukturen (Leitbahnen), und sein Verständnis als Ausgleichsraum-Wirkungsraum-Gefüge. “Ein Ausgleichsraum ist dabei ein vegetationsgeprägter, unbebauter Raum, der durch Bildung kühlerer und frischerer Luft über funktionsfähige Austauschbeziehungen lufthygienische oder bioklimatische Belastungen in Wirkungsräumen vermindern oder abbauen kann. Ein Wirkungsraum ist ein belasteter, bebauter oder zur Bebauung vorgesehener Raum, der über Luftaustauschprozesse an einen angrenzenden oder über eine Luftleitbahn erschlossenen Ausgleichsraum angebunden ist.” (vgl. Mosimann, Frey, Trute und Wickenkamp 1999). Diese Verfahrensweise löst sich damit grundlegend von der früher verbreiteten statischen Betrachtung auf der Basis von Stadtklimatopen, die den Untersuchungsraum in räumliche Einheiten untergliedert, in denen die mikroklimatisch wichtigsten Faktoren relativ homogen und die Auswirkungen wenig unterschiedlich sind. (vgl. VDI 1997).
Daher wurde erstmals 2003/2004 (SenStadt 2003 und SenStadt 2004b) im Rahmen eines Projektes für die gesamte Stadtfläche Berlins einschließlich eines Ausschnittes des Berliner Umlandes ein einheitliches digitales Klimamodell angewendet, welches die Untersuchung dieser Gesichtspunkte in einer hohen räumlichen Auflösung ermöglichen sollte. Zentraler Baustein dieses Verfahrens war das Methodenpaket FITNAH (vgl. Kapitel Methode). Diese Herangehensweise beinhaltet folgende wichtige Vorteile:
- Die Vergleichbarkeit der Ergebnisse im Gesamtraum wird gewährleistet
- Neben den qualitativen Aussagen zur Ausprägung einzelner stadtklimatischer Phänomene werden auch quantitative Aussagen zu klimaökologischen Zuständen und zur Austauschprozessen möglich
- Klimaökologische Ausgleichs- und Prozessräume werden im Stadtgebiet verortet und in ihrer (möglichst exakten) räumlichen Ausprägung dargestellt
- Ein wichtiger Aspekt des klimaökologischen Ausgleichspotenziales von Freiflächen – der Kaltlufthaushalt – kann nur auf diese Weise flächendeckend untersucht werden.
- FITNAH ermöglicht auch die flächenhafte Berechnung der Ausbreitung von Luftschadstoffen unter den angenommenen meteorologischen Randparametern.
Auch mit dieser Anwendung des Klimamodells konnte der den schon vielfach bestätigte Zusammenhang zwischen dem Klima verschiedener Stadtgebiete und ihrer Bau-, Freiflächen- und Vegetationsstruktur bestätigt werden. Das typische Lokalklima entsteht aber nicht nur durch die Struktur eines Stadtgebietes, sondern auch durch seine Lage innerhalb der Stadt. So können verschiedene Räume einer Stadt untereinander oder mit dem Umland in Wechselwirkung stehen. Von entscheidender Bedeutung für den klimatischen Austausch sind dabei die Temperaturunterschiede benachbarter Gebiete. Eine Reduzierung dieser Unterschiede, z.B. durch Erhöhung der Baudichte oder Angleichung der Strukturen verschlechtert das Stadtklima. Weiterführende Hinweise zu diesen Themen und zu den Einflüssen der großräumigen Wetterlagen auf das lokale Klima finden sich im Erläuterungstext zur Karte 04.07 Klimafunktionen (SenStadt 2001e).
Ziel der vorliegenden aktualisierten Karten 04.10.01 – 04.10.06 ist es, die Ergebnisse der Anwendung des regionalen Simulationsmodells FITNAH zu präsentieren. Um eine Vergleichbarkeit mit den bereits im digitalen Umweltatlas veröffentlichten Klimaparametern herzustellen, wird auch die Verteilung der Lufttemperatur zu zwei Zeitschnitten präsentiert, obwohl bei einem direkten Vergleich der auf Messungen und Analogieschlüssen basierenden Kartendarstellungen mit den Simulationsergebnissen von Modellanwendungen die verschiedenen Rahmenbedingungen zu beachten sind. Dieser Hinweis gilt ebenso beim Vergleich der Ergebnisse der beiden FITNAH Modellanwendungen der Ausgaben 2003/2004 und 2009, da einerseits Umfang und Detaillierungsgrad der Eingangsdaten, andererseits auch die Weiterentwicklungen des Modells selbst zu von einander abweichenden Ergebnissen bzw. auch Klassifikationen führen können.
Besondere Bedeutung haben die Darstellungen zur räumlichen Abgrenzung und Quantifizierung der autochthonen Luftaustauschprozesse. Der Begriff ‘autochthon’ bezeichnet dabei klimatische Vorgänge, die an Ort und Stelle bzw. von selbst (also ohne Fremdwirkung, z.B. durch großräumige Windströmungen) entstehen (Gegensatz: allochthon). Sie begründen sich damit in der klimatischen Leistungsfähigkeit der einzelnen Nutzungsstruktur in ihrem jeweiligen Umfeld und bieten eine begründete Basis zur Ableitung von konkreten Planungsempfehlungen.