In der folgenden Ausarbeitung soll der Umweltatlas Berlin, speziell das Klimamodell Berlin, vorgestellt und kritisch betrachtet werden. Außerdem wird die Bedeutung des Planwerks und der Methodik für das Orientierungsprojekt Ökologie „Prima Campus-Klima?!“ der Technischen Universität (TU) Berlin ermittelt.

Die Human-Biometeorologie hat zunehmend an Bedeutung in der angewandten Stadtklimatologie gewonnen. Das Fachgebiet der Human-Biometeorologie beschäftigt sich mit den Wirkungen von Wetter, Klima und Luftqualität auf den menschlichen Organismus. Im Vordergrund der planungs-bezogenen Analyse der Ursache-Wirkungs-Komplexe zwischen der atmosphärischen Umwelt und der Gesundheit des Menschen stehen meistens der thermische und der lufthygienische Wirkungs-komplex (vgl. KRDL 1997, DWD 2014b).
Der thermische Wirkungskomplex bezieht sich auf die meteorologischen Elemente Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Strahlung (kurz- und langwellig), sowie der Wirkung auf den Menschen im Freien und in geschlossenen Räumen (vgl. KRDL 1998, SCHÖNWIESE 2013, DWD 2014b).

Seit 1985 wird der Umweltatlas Berlin von der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin herausgegeben. Das Ziel ist zum einen die Aufbereitung und Bereitstellung raumbezogener Grundlagen für die übergeordnete Planung in Berlin. Zum anderen sollen der Öffentlichkeit Informationen über den Zustand der Umwelt in einer nachvollziehbaren und transparenten Weise zur Verfügung stehen. Die Systematik des Umweltatlanten enthält acht verschiedene Themenbereiche, darunter den Bereich Klima. Zu den Themenbereichen sind Texte, Daten und Karten online und zum Download verfügbar (SENSTADT BERLIN 2013a).

Das Thema Human-Biometeorologie wird im Bereich Klima des Umweltatlas Berlins neben den Kartenthemen „Bioklima“ und „Klimawandel und Wärmebelastung der Zukunft“ im „Klimamodell Berlin“ behandelt. Für das Klimamodell Berlin wurde das numerische Simulationsmodell FITNAH (Flow over Irregular Terrain with Natural and Anthropogenic Heat Sources) verwendet. Ein Vorteil der Verwendung eines numerisches Simulationsmodells ist die flächendeckende Ermittlung von lokalklimatisch relevante Größen wie Wind und Temperatur, im Gegensatz zu reinen Messungen, die nur punktuell repräsentativ ermittelt werden können. Modelle wie FITNAH können physikalisch fundiert die räumlichen und/oder zeitlichen Lücken zwischen Messungen schließen und weitere meteorologische Parameter berechnen, die nicht gemessen wurden (KRDL 2008a, SENSTADT BERLIN 2013b).
Zu den Modelleingaben gehören unter anderem die Geländehöhen, die Realnutzungen und die klimatischen Rahmenbedingungen. Bei einer autochthonen Wetterlage (Hochdruckwetterlage) bilden sich die lokalklimatischen Ausprägungen einer (Stadt-) Landschaft besonders ab. Die im Klimamodell Berlin gewählte horizontale räumliche Auflösung beträgt 50 x 50 Meter (SENSTADT BERLIN 2009c, DWD 2014a). Die Ergebnisse aus Phase I der Simulation führten zu einer Bestandsaufnahme der klimatischen Situation in Berlin, dargestellt in Analysekarten. In Phase II erfolgte eine Einteilung der Stadt in Bereiche nach ihrer klimatischen Funktion, eine Bewertung der Empfindlichkeit dieser Funktion gegenüber strukturellen Veränderungen, sowie eine Analyse der human-biometeorologischen Situation im Siedlungsraum. In den Bewertungskarten werden außerdem Maßnahmen zu Erhalt beziehungsweise Verbesserung der klimatischen Situation genannt (SENSTADT BERLIN 2009a).


Abb. 1: Ausschnitt aus der Bewertungskarte „Planungshinweise Stadtklima“ (verändert nach SENSTADT BERLIN 2009e), TU Berlin Campus Charlottenburg und Umgebung. Kleiner Kartenausschnitt zeigt die Lage des Campus in Berlin. Auszug aus der Legende: Grün- und Freiflächen – sehr hohe stadtklimatische Bedeutung (grün); Siedlungsräume – Belastungsräume – Bewertungskategorie nach VDI weniger günstig (orange); Siedlungsräume – Belastungsräume – Bewertungskategorie nach VDI ungünstig (pink). Vollständige Karte und Legende siehe Link im Verzeichnis unter „Karten“.

In der Bewertungskarte „Planungshinweise Stadtklima“ werden Grün- und Freiflächen und Siedlungsräume, sowie Luftaustausch und großräumige Luftleit- und Ventilationsbahnen dargestellt. Die Siedlungsräume werden unterteilt in klimatisch günstige Siedlungsräume und Belastungsräume. Für die Ermittlung der biometeorologischen Belastung eines Baublocks ist die Grundlage der Bewertungsindex predicted mean vote (PMV), als Maß für das menschliche Wohlbefinden in der Nacht. Gemäß VDI-Richtlinie 3785 werden die Belastungsklassen in vier Kategorien unterschieden – ungünstig, weniger günstig, günstig, sehr günstig. Klimatisch günstige Siedlungsräume (Belastungsklassen „günstig“ und „sehr günstig“) zeichnen sich durch locker bebaute und durchgrünte Siedlungen aus. Diese sind vor allem am Stadtrand gelegen. Belastungsbereiche sind gekennzeichnet durch Durchlüftungsmangel und überdurchschnittlicher Wärmebelastung. Der TU Berlin Campus Charlottenburg wird der Belastungsklasse „ungünstig“ zugeordnet und steht damit für einen Siedlungsraum mit mäßiger, im Einzelfall hoher biometeorologischer Belastung. Daraus folgt eine sehr hohe Empfindlichkeit gegenüber einer Nutzungsintensivierung. Unter Nutzungsintensivierung wird eine Erhöhung des bebauten zum unbebauten Flächenanteils verstanden. Als Maßnahmen für die Belastungsklasse „ungünstig“ werden unter anderem der Erhalt aller Freiflächen, Verbesserung der Durchlüftung und Erhöhung des Vegetationsanteils genannt (KRDL 2008b, SENSTADT BERLIN 2009a, SENSTADT BERLIN 2009f).
Die planerische Einordnung einer kaltluftproduzierenden Grünfläche erfolgt in erster Linie durch ihre Nähe zu Belastungsgebieten. Die klimatische Bedeutung für die umgebenden Siedlungsräume bestimmt über die Empfindlichkeit gegenüber einer Nutzungsintensivierung. Dem Tiergarten, als Beispiel für eine Grünfläche in der Nähe des Campus Charlottenburg, wird somit eine sehr hohe stadtklimatische Bedeutung zugewiesen und als höchst empfindlich gegenüber Nutzungsintensivierungen eingestuft. Als Maßnahmen für diese Kategorie werden zum Beispiel eine Vernetzung mit benachbarten Freiflächen und eine Vermeidung von Austauschbarrieren zwischen Freifläche und angrenzenden Belastungsräumen genannt (SENSTADT BERLIN 2009a, SENSTADT BERLIN 2009f).
Des Weiteren wird noch unterteilt in Grün- und Freiflächen mit mittlerer bis hoher und geringer klimatischer Bedeutung. Bei der erstgenannten Kategorie handelt es sich um Kaltluftentstehungsgebiete mit Zuordnung zu klimatisch günstigen Siedlungsräumen. Eine geringe klimatische Bedeutung einer Grünfläche liegt vor, wenn diese keinen Einfluss auf vor allem belastete Siedlungsgebiete hat und/oder unbedeutend für die Kaltluftproduktion ist. Als Planungshinweis wird eine „maßvolle Bebauung“ genannt, die den lokalen Luftaustausch nicht wesentlich beeinträchtigt (SENSTADT BERLIN 2009f).

Die Klimakarten des Umweltatlas Berlin bilden eine gute Informationsgrundlage, geeignet für interessierte Bürger bis zu Landschaftsplanern und -architekten. Die Klimakarten sind einfach zu verstehen, dazu gibt es jeweils Erläuterungstexte zu den Punkten Problemstellung, Datengrundlage, Methode und Kartenbeschreibung. Die Erläuterungstexte sind außerdem in englischer Sprache verfügbar, sodass eine internationale Nutzung der Daten und Karten gefördert wird. Auf der Homepage der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin sind die Karten, teilweise auch Daten und Texte, kostenlos zum Download in verschiedenen Formaten verfügbar. Auf Anfrage können beispielsweise Ingenieur-, Umweltplanungsbüros und Universitäten auch Vektordaten, Rasterdaten und Datenbankauszüge zur Verfügung gestellt werden (SENSTADT BERLIN 2013a).
Ein Nachteil der Klima-Bewertungskarten ist, dass die durch die Bewertung entstandenen Maßnahmen sehr allgemein gehalten sind. Beispielsweise die Maßnahme „Verbesserung der Durchlüftung“ aus der Klimamodell Berlin Bewertungskarte „Planungshinweise Stadtklima“ wird nicht näher beschrieben. Daher ist unklar, wie diese Maßnahme in der Realität umgesetzt werden könnte. Auch der Planungshinweis „maßvolle Bebauung“ für Grün- und Freiflächen mit geringer stadtklimatischer Bedeutung wird nicht genau definiert, weder in der Legende der Karte noch im Erläuterungstext „Kartenbeschreibung – Planungshinweise Stadtklima“. Eine Umsetzung der Planungshinweise erfolgt im Ermessen des Planers. Diese haben das Schutzgut Klima nach dem Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG) bei der Erstellung von Plänen und der Durchführung von Projekten zu berücksichtigen. Die Analyse- und Bewertungskarten bilden somit eine gute Basis für Planer, da sie auf Potentiale und Belastungen hinweisen. Eine Verbindlichkeit der Maßnahmen ergibt sich jedoch erst durch eine Integration in die Bauleitplanung beziehungsweise den Bebauungsplan (SENSTADT BERLIN 2009d, SENSTADT BERLIN 2009f, §2 UVPG, WELSCH 2013 mld. Mitt.).
Positiv zu bewerten ist die Aktualität der Klimakarten. Die aktuelle Klimanormalperiode läuft von 1991 bis 2020. Zu den meisten Kartenthemen gibt es Ausgaben von 2001 oder jünger, damit sind sie als aktuell einzustufen. Das Modell FITNAH eignet sich für den Anwendungsbereich Stadtklima. Es wurde bereits vielfach für verschiedene Fragestellungen angewandt und hat sich in der Praxis bewährt (vgl. LUH 2010, RICHTER & RÖCKLE 2013).
Ein Vorteil, den die Anwendung eines numerischen Modells bietet, ist, wie bereits in Kapitel 2.1 erwähnt, die flächendeckende Aussage im Vergleich zu punktuellen Messungen. Außerdem bietet das Modell die Möglichkeit eines Vergleichs von Wirkung und Effizienz zwischen verschiedenen Planungsvarianten und Ausgleichsmaßnahmen (RICHTER & RÖCKLE 2013).
Das Simulationsmodell FITNAH wurde an der Leibniz Universität Hannover am Institut für Meteorologie und Klimatologie entwickelt. Der Nachteil an FITNAH ist, dass es sich hierbei nicht um ein frei verfügbares Modell handelt. Eine Nutzung ist nur über eine Auftragserteilung an die GEO-NET Umweltconsulting GmbH möglich, die über eine Kooperation mit der Universität Hannover verfügt. Somit ist eine Verwendung des Modells FITNAH nicht selbstständig möglich und mit zusätzlichen Kosten verbunden. Das Modell wird im Erläuterungstext unter „Methode“ und „Methode/ergänzende Hinweise“ beschrieben, jedoch sind die Nachvollziehbarkeit und Transparenz in Bezug auf die Produktion der Ergebnisse des Modells FITNAH für den Umweltatlas-Nutzer nur bedingt gegeben (GEO-NET 2009, SENSTADT BERLIN 2009b, SENSTADT BERLIN 2009c, LUH 2010).

Der Umweltatlas Berlin bietet eine gute Möglichkeit für interessierte Bürger sich zu den verschiedenen Umweltthemen über deren Zustand zu informieren. Des Weiteren bildet der Umweltatlas auch eine gute Informationsgrundlage für Planungsbüros, sowie für Lehre und Forschung an Universitäten. Positiv zu bewerten sind die Aktualität und die kostenlose Bereitstellung der Karten online und zum Download. Die Wahl des Modells FITNAH für das Klimamodell Berlin ist einerseits angemessen, da es für den Anwendungsbereich Stadtklima geeignet ist. Andererseits ist die Nutzung des Modells nur über die GEO-NET Umweltconsulting GmbH möglich, sodass die Transparenz und Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse eingeschränkt wird (GEO-NET 2009, LUH 2010).
Speziell der Bereich Klima aus dem Umweltatlas Berlin kann von unserem Projekt als Informationsquelle genutzt werden. Bevor wir selbst im Untersuchungsgebiet, dem TU Berlin Campus Charlottenburg, mit Messungen beginnen, können wir vorab aus den Klimakarten des Umweltatlas Informationen über den Campus sammeln. Diese könnten uns dabei unterstützen interessante Fragestellungen zu entwickeln. Für die Auswertung unserer Messungen können wir nicht auf das im Klimamodell Berlin genutzte Modell FITNAH zurückgreifen, da es sich hierbei nicht um ein frei verfügbares Modell handelt. Somit ist eine direkte Vergleichbarkeit ausgeschlossen. Es besteht trotzdem die Möglichkeit unsere Auswertung mit den Analyse- und Bewertungskarten der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin zu vergleichen. Ergänzend oder bei signifikanten Abweichungen sollte das Angebot der Senatsverwaltung Berlin zur Bereitstellung von Daten auf Anfrage in Anspruch genommen werden, um diese Daten mit unseren zu vergleichen (SENSTADT BERLIN 2013a).

DEUTSCHER WETTRDIENST (DWD), 2014a: Autochthone Witterung. Online im Internet: URL: http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=dwdwww_menu2_wetterlexikon&_nfls=false [Stand 05.02.2014].

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SCHÖNWIESE, C.-D. 2013: Klimatologie. 4. Auflage, Ulmer: Stattgart, S. 277.

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WELSCH, J., 2013: mündliche Mitteilung am 14.11.2013