Oberflächentemperatur im Ruhrgebiet

Interpretation

Satellitenbasierte Oberflächentemperatur

Bei der Analyse der Oberflächentemperaturen zur Mittagszeit der Sommermonate 2024 ist zu erkennen, dass diese im hoch besiedelten Verdichtungsbereich und im Übergangsbereich der Metropole Ruhr deutlich wärmer sind als im Umland. Je dichter die Besiedelung und je großflächiger die Verdichtung dabei ist, desto höher ist die Oberflächentemperatur. Materialien wie Asphalt oder Beton speichern große Mengen der von der Sonne eingehenden Strahlung und geben diese dann langsam wieder ab. Dieser Effekt ist zu allen Tageszeiten zu beobachten und wird „Städtische Oberflächenwärmeinsel“ genannt, bei der die Temperatur von städtischen Ballungsräumen gegenüber dem Umland um bis zu 10 °C erhöht sein kann. Durch die stetige Abgabe der im Material gespeicherten Wärme, wird dann letztlich auch die Lufttemperatur verhältnismäßig stark erwärmt.

Bei Betrachtung der letzten fünf Jahre (siehe GI-Atlas) ist zu sehen, dass die Ausprägung der Temperaturen mit den Witterungsverhältnissen des Jahres zusammenhängen. Besonders heiße Sommer mit vielen und besonders langen Hitzewellen schlagen sich auch in erhöhten Oberflächentemperaturmedianen nieder. Im Verlauf einer Hitzewelle sind nach kurzer Zeit die verdichteten Materialien derart aufgeheizt, dass sie auch nachts nicht mehr richtig abkühlen. Der Effekt der Städtischen Oberflächenwärmeinsel ist durchgehend, also auch in Sommern mit weniger ausgeprägten Hitzewellen, zu erkennen.

Veränderung der satellitenbasierten Oberflächentemperatur von 1985-2023

Die Abbildung stellt den linearen Trend der Veränderung der satellitenbasierten Oberflächentemperatur in den Sommermonaten Juni bis August von 1985-2023 dar. Dargestellt wird die durchschnittliche Veränderung der Temperatur pro Jahr. Es fällt hierbei auf, dass das Ruhrgebiet Bereiche aufweist, in denen sich die Oberflächentemperatur von 1985 bis 2023 deutlich erhöht hat und Bereiche, in denen diese deutlich gesunken ist. Dies hängt vor allem mit der Bebauung, Versiegelung und Landnutzung zusammen. Deutlich erwärmt haben sich vor allem die Oberflächentemperaturen in der Außenzone und teilweise auch in der Übergangszone. Hier hat sich wenig bei der Landnutzung verändert. Sowohl 1985 als auch 2023 wurden diese Zonen von Landwirtschaftsflächen und Wäldern dominiert. Die höheren Oberflächentemperaturen spiegeln in diesen Bereichen damit die im Zuge des Klimawandels generell gestiegenen Temperaturen wider. Längere Trockenperioden in den Sommermonaten haben diesen Effekt noch verstärkt, da sich besonders auf Ackerflächen die geringe Bodenfeuchte mit einer fehlenden Verdunstungsabkühlung bemerkbar macht. Dies lässt gerade Oberflächentemperaturen stark ansteigen. In den eher von dichtem Siedlungsbau, Verkehrsflächen sowie Gewerbe- und Industriestandorten geprägten Bereichen der Verdichtungszone ist eine gegenteilige Entwicklung zu beobachten. Hier hat die Oberflächentemperatur abgenommen. Die Entwicklung der grünen Infrastruktur ist hierfür verantwortlich. Besonders zu nennen sind hier die Begrünung der zahlreichen Bergehalden und Deponien sowie das Entstehen von teils begrünten Industriebrachen im Zuge des Strukturwandels der Wirtschaft. Auch die Renaturierung zahlreicher Landschaftselemente spielt eine große Rolle, z.B. die der Emscher. Es gibt aber auch in der Verdichtungszone Bereiche, in denen die Oberflächentemperatur teils stark angestiegen ist. Hier sind vor allem neue und alte Wirtschaftsstandorte sowie dicht bebaute Wohnviertel zu nennen. 

Bei der Betrachtung wird insgesamt deutlich, wie stark der Mensch durch die Anlage sinnvoll geplanter grüner Infrastruktur die Oberflächentemperatur und damit auch das Mikroklima beeinflussen kann. Dies sollte Motivation genug sein, auch in Zukunft den Ausbau der Grünen Infrastruktur im Ruhrgebiet voranzutreiben. Hier sollten stadtklimatische Analysen dabei helfen, diese Grüne Infrastruktur auch unter dem Gesichtspunkt der Klimaanpassung möglichst sinnvoll zu gestalten.

Hintergrundinformationen

Die Daten zeigen die Oberflächentemperatur als Median der Sommermonate (Jun-Aug) je Jahr basierend auf täglichen, qualitätskontrollierten Daten des Satellitensensors MODIS. Die räumliche Auflösung beträgt 1 km. Der Median wird nur berechnet, wenn für mehr als zehn Tage Daten vorhanden waren. Entsprechend kann es zu Lücken kommen, wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, z. B. aufgrund von sehr starker Bewölkung.

Der Atlas Grüne Infrastruktur Ruhrgebiet besteht aus einer umfassenden Geodatensammlung zur Grünen Infrastruktur im Ruhrgebiet und enthält sowohl Daten zu einzelnen Elementen (z. B. Wald, Heide, Park) als auch eine Vielzahl von Analysedaten (z. B. satellitenbasierte Vegetationserfassung, Klimamodellierungen, Hochwasserinformationen). Wo immer möglich, sind auch Zeitreihen verfügbar. Als Begleitprodukt zur Strategie Grüne Infrastruktur Metropole Ruhr bietet der Atlas eine umfassende Grundlage für ein Monitoring, Planungsverfahren, Stellungnahmen und Umweltkommunikation. Aufgrund der hohen Vielfalt an Umweltdaten sowie der vorliegenden Monitoringfunktion (Zeitreihen) ist der Atlas eng verknüpft mit dem Online-Umweltmonitoring für das Ruhrgebiet und stellt für einige Indikatoren die entsprechenden Datengrundlagen bereit. 

Für den Indikator “Satellitenbasierte Oberflächentemperatur” sind die folgenden Atlas-Layer relevant:

Oberflächentemperatur 10:30 Uhr in °C

Oberflächentemperatur 13:30 Uhr in °C

Oberflächentemperatur 22:30 Uhr in °C

Oberflächentemperatur 01:30 Uhr in °C

Mittelwert Oberflächentemperatur Tag 2021-2025 in °C

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Für den Indikator “Trend der satellitenbasierten Oberflächentemperatur” ist der folgende Atlas-Layer relevant:

Trend Oberflächentemperatur Tag 1985-2023 in Änderung °C/Jahr

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Datenquellen

Satellitensensor MODIS

Wan, Z., Hook, S., Hulley, G. (2021). MODIS/Terra Land Surface Temperature/Emissivity Daily L3 Global 1km SIN Grid V061 [Data set]. NASA EOSDIS Land Processes Distributed Active Archive Center. https://doi.org/10.5067/MODIS/MOD11A1.061

Wan, Z., Hook, S., Hulley, G. (2021). MODIS/Aqua Land Surface Temperature/Emissivity Daily L3 Global 1km SIN Grid V061 [Data set]. NASA EOSDIS Land Processes Distributed Active Archive Center. https://doi.org/10.5067/MODIS/MYD11A1.061

Textquellen

https://www.nabu.de/umwelt-und-ressourcen/ressourcenschonung/bauen/stadtklima/stadtklima.html