Stadtklima Duisburg
In Städten wie Duisburg verändert dichte Bebauung, versiegelter Boden und fehlendes Grün das lokale Klima. Hitze, trockene Luft und schlechter Luftaustausch machen das Stadtklima zu einer spürbaren Herausforderung für das Leben in der Stadt.
Wie entsteht ein typisches Stadtklima?
Städte sind von Menschen gestaltete Lebensräume. Durch die dichte Bebauung und die starke Versiegelung des Bodens erwärmt sich das Stadtgebiet im Vergleich zum Umland stark. Niederschläge fließen schnell ab und können die Luft nicht mehr kühlen. Die gespeicherte Wärme wird verzögert in der Nacht wieder abgegeben und hält die Temperaturen hoch.
In Duisburg beträgt die Temperaturdifferenz zwischen Stadt und Umland bis zu 6,9 °C. Zudem erzeugen Industrie, Heizungen und Verkehr zusätzliche Abgase und Wärme, die das Stadtgebiet weiter aufheizen. Im Zusammenspiel mit der geografischen Lage, dem Relief und der Vegetation entsteht so das typische Stadtklima.
Stadtklima in Duisburg
Duisburg liegt im niederrheinischen Tiefland. Nur einzelne Erhebungen wie der Kaiserberg oder künstliche Halden ragen heraus, die jedoch kaum Einfluss auf das Duisburger Stadtklima haben. Wichtiger ist die Flächennutzung: In Duisburg liegen dicht bebaute Wohngebiete, grüne Parks sowie Gewerbe- und Industrieflächen dicht beieinander. Vor allem diese stark versiegelten Bereiche entlang von Rhein und Ruhr wirken sich besonders belastend auf das Klima aus. Offene Lager- und Brachflächen verbessern den Luftaustausch und das Bioklima in einzelnen dieser Stadtbereichen.
Abkühlung des Stadgebiets durch Grünflächen und Wasser
Im Südosten von Duisburg sorgen große Wald und Wasserflächen wie der Stadtwald, die Huckinger Mark oder die Sechs-Seen-Platte für Abkühlung. Sie produzieren Kaltluft und senken die Umgebungstemperaturen. Auch offene Freilandflächen wie das Binsheimer Feld oder die Rheinauen spielen als sogenannte Kaltuftproduzenten eine wichtige Rolle für das Stadtklima.
Rhein und Ruhr wirken wie Leitbahnen. Sie transportieren kühlere Luft in die angrenzenden Siedlungen. Durch den Schiffsverkehr ist die Luft aber auch mit Abgasen belastet. In stabilen und heißen Wetterlagen ist vor allem die Leitbahn südlich der Ruhr von Bedeutung. Sie trägt kühle und frische Luft vom Stadtwald über die Regattabahn und die Bahntrassen bis in die Innenstadt.
Generell lässt sich das Stadtgebiet in belastete und ausgleichende Bereiche unterteilen. Dicht bebaute Stadtteile und Industriegebiete sind sog. Lasträume. Wälder, Parks und offene Freilandflächen zählen zu den Ausgleichsräumen. Sie kühlen und verbessern die Luft.
Stadtklima erfassen und gestalten
Die Stadt Duisburg hat in den Jahren 2010 und 2022 umfassende und aufeinander aufbauende Klimaanalysen erstellt, um die lokalen Klimabedingungen zu untersuchen und Maßnahmen zur Verbesserung des Stadtklimas und damit auch der Lebensqualität zu entwickeln. Die Ergebnisse dieser Analysen fließen als Grundlage für Planungsprojekte in zahlreiche Handlungsfelder der Stadtentwicklung und des Umweltschutzes ein. Zum Beispiel, um Hitzebelastungen an Sommertagen zu reduzieren und die Versorgung der Stadtteile mit kühler Frischluft zu sichern. So können gesundheitliche Belastungen frühzeitig erkannt und gemindert werden.
Die Grafik veranschaulicht, welche „Stadt-Klimasignale" unter anderem in einer Klimaanalyse erfasst werden.
Die Anpassung städtischer Strukturen an das Klima ist Aufgabe der Kommune, sowie Stadt,- Verkehrs und Umweltplanern. Die Klimaanalyse liefert erste Hinweise und Maßnahmen für alle Handlungsebenen der Bauleitplanung. Diese umfassen u. a. Hinweise zu Kaltluftsammelgebieten, zur Grünvernetzung, lokale Hinweise zur baulichen Verdichtung und Begrenzung von Siedlungsflächen und zum Erhalt bzw. zur Förderung des Luftaustauschs.
Sie adressieren bestimmte klimatische Ausprägungen, Maßnahmen auf Ebene der Teilstadt oder der Stadtquartiere, Querschnitts- oder Fachplanungen, aber auch städtebauliche Verträge und Wettbewerbe und sind auch für Einzelvorhaben von Bedeutung.
Bauliche Maßnahmen
Durch Ausbau und Vernetzung von Vegetation kann die Stadt gekühlt und die Luft verbessert werden. Eine gezielte Verteilung von Gebäuden und das Freihalten von Belüftungsbahnen können die stadtweite Durchlüftung, den lokalen Luftaustausch und die nächtliche Abkühlung optimieren.
Die Wahl von Oberflächenmaterialien, Versiegelungsanteilen und Vegetation beeinflussen die Lufttemperatur, die Wärmespeicherung und -abgabe sowie das Bioklima positiv. Die Begrünung von Dächern, Fassaden und Außenflächen und die Verschattung und Materialwahl von Gebäuden verändern die Strahlungsbilanzen und Windströmungen. Grünflächen und Gewässer erhöhen den thermischen Komfort, entlasten die Kanalisation bei Starkregen (Öffnet in einem neuen Tab) und sorgen für ein besseres Biolklima.
Stadtklima im globalen Klimawandel
Der Klimawandel führt auch in Duisburg zu spürbaren Veränderungen. In den letzten 30 Jahren ist die Jahresdurchschnittstemperatur und der Rhein-Ruhr-Region um etwa 1°C gestiegen und liegt aktuell bei 11,4°C. Hitzewellen und Trockenperioden treten häufiger und intensiver auf. Im Juli 2019 wurde an der Wetterstation des Deutschen Wetterdienstes in Duisburg-Baerl ein neuer bundesweiter Temperaturrekord von 41,2°C gemessen.
Ein vergleichbarer Trend lässt sich bei den Niederschlägen bisher nicht feststellen. Die regionale Verteilung der Jahresniederschlagssummen von etwa 700 mm bis 1.300 mm blieb nahezu gleich. Langfristig wird sich der Klimawandel auch in Duisburg durch weiter steigende Temperaturen und häufigere extreme Wetterereignisse wie Hitze (Öffnet in einem neuen Tab), Trockenheit (Öffnet in einem neuen Tab), Unwetter und Starkregen (Öffnet in einem neuen Tab) bemerkbar machen.
Klimaprognosen für 2050 und 2100
Die Stadtklimaanalyse enthält auch Prognosen zur zukünftigen Klimaentwicklung im Rhein-Ruhr-Raum und in Duisburg auf Basis von zwei Klimaszenarien.
Grundlage sind sogenannte RCP-Szenarien („Representative Concentration Pathways“), die die Verstärkung des Strahlungsantriebs (Erwärmung) gegenüber der vorindustriellen Zeit (1850-1900) darstellen:
- RCP2.6 Erderwärmung im Median 1,6 °C („deutliche Anstrengungen beim Klimaschutz")
- RCP8.5 Erderwärmung im Median 4,3 °C („weiter wie bisher“)
Für die Zeiträume 2021–2050 und 2071–2100 wurden die Veränderungen für die Stadt Duisburg simuliert und ausgewertet.
Kenngrößen sind in diesem Zusammenhang u. a. die Anzahl an sog. "heißen Tagen" (Maximum der Lufttemperatur ≥ 30 °C), sog. "Tropennächten" (nächtliches Minimum der Lufttemperatur > 20 °C) und die Anzahl an Sommertagen mit einem Tages-Maximum der Lufttemperatur ≥ 25 °C.
RCP2.6:
Bis 2050 ist im RCP2.6-Szenario eine leichte Temperaturzunahme in nahezu allen Bereichen von ca. 1 K bis 1,5 K festzustellen. Bis zum Jahr 2100 sind dann keine weiteren Veränderungen der Temperatur zu erwarten. Die Anzahl der Heißen Tage (>30 °C) werden sowohl bis 2050 als auch bis 2100 nur geringfügig zunehmen, wobei die Belastung mit der baulichen Dichte grundsätzlich ansteigt. Es sind Erhöhungen von einem Heißen Tag pro Jahr zu erwarten. Es zeigt sich, dass trotz erheblicher Anstrengungen beim Klimaschutz (RCP2.6) noch mit einer Zunahme an Belastungssituationen zu rechnen ist, die jedoch für Duisburg noch moderat ausfällt.
RCP8.5:
Bis 2050 im Szenario RCP8.5 ist ebenfalls eine leichte Temperaturzunahme in nahezu allen Bereichen von ca. 1 K bis 1,5 K festzustellen. In ländlichen Bereichen ist eine noch stärkere Erwärmung zu erwarten. Bis 2100 erhöht sich die Temperatur dann nochmals um 2 K bis 3 K im Freiraum, den innerstädtischen Grünflächen und den Wäldern sogar in der Höhe von 4 K bis zu >6 K. Während die Anzahl der Heißen Tage bis 2050 vergleichbar zum RCP2.6-Szenario zunehmen werden, ist bis zum Ende des Jahrhunderts eine deutlichere Zunahme zu erwarten. In den Gewerbe- und Industrieflächen, sowie der Innenstadt ist mit über 50 heißen Tagen pro Jahr zu rechnen. Auch in der Nacht ist bis zum Jahr 2100 mit einem starken Anstieg der Hitzebelastung zu rechnen. Aktuell werden 5 Nächte mit Temperaturen > 20 °C („Tropennacht") prognostiziert, deren Anzahl bis 2100 auf 19 ansteigen wird.
Ausdehnung des Wärmeinseleffekts
Beim Vergleich der Szenarien wird deutlich, dass in beiden Bezugsräumen des RPC2.6-Szenarios überwiegend moderate bis erhöhte Hitzebelastungen auftreten, deren räumliche Verteilungen sich nicht wesentlich unterschieden. Beim RCP8.5-Szenario zeigt sich jedoch, dass bereits zahlreiche Gewerbe- und Industriegebiete sowie die dicht bebauten Innenstadtbereiche eine hohe Hitzebelastung während sommerlicher Strahlungswetterlagen aufweisen. Bis zum Ende des Jahrhunderts wird es keine Bereiche des Stadtgebietes mehr geben, die noch ein moderates Belastungsniveau aufweisen. Nur die Freiland-, Grünland und Wasserflächen fallen noch in die Bewertungskategorie der „hohen Hitzebelastung". Es ist zu erwarten, dass sich die Wärmeinselbereiche von derzeit etwa 11,3 % des Stadtgebietes zukünftig auf eine Fläche von über 45,1 km² ausdehnen werden und dann fast 19,8 % des Stadtgebietes umfassen.
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass selbst erhebliche Anstrengungen beim Klimaschutz (RCP2.6) eine Verschlechterung der klimatischen Situation in der Stadt nicht aufhalten können, sondern diese nur abschwächen. Tritt das „Weiter wie bisher“-Szenario (RCP8.5) ein, ist in Zukunft von einer extremen Belastung in weiten Bereichen Duisburgs auszugehen.
Gesundheitsrisiken durch Klimawandel
Die zunehmenden Klimaänderungen können auch die Gesundheit belasten. Hohe Temperaturen, mehr Luftbelastungen und -allergene, steigende Ozonwerte bei Hitzeperioden und stärkerer UV-Strahlung gehören zu den wichtigsten Risiken. Besonders betroffen sind die gefährdeten Bevölkerungsgruppen in dicht besiedelten Stadtteilen, wie ältere Menschen, Menschen mit Vorerkrankungen, Schwangere und Kleinstkinder. Um die Lebensqualität in der Stadt zu erhalten, sind umfassende Anpassungsmaßnahmen der Stadtstrukturen notwendig.
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Herr Henning Kettelför
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