Strategien zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels sind erforderlich um die Lebensqualität in der Stadt langfristig zu erhalten.
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Die Wärmebelastung innerhalb des Stadtgebiets zeigt in den Sommermonaten deutliche Unterschiede auf. So verursachen Oberflächenversiegelungen, Bebauungen und die menschliche Wärmeerzeugung in der Stadt Temperaturerhöhungen, während Parkanlagen und Grünflächen eine kühlende Wirkung haben.
Die Berücksichtigung des Stadtklimas ist vor allem in dicht besiedelten Stadtteilen wichtig, damit in diesen Bereichen eine ausreichende Begrünung für Abkühlung sorgt und diese Bereiche mit kühler Frischluft versorgt werden. Das ist insbesondere an heißen Sommertagen wichtig. Auf diese Wetterlagen reagieren zum Beispiel Menschen mit Herz- und Kreislauferkrankungen sehr empfindlich.
Gleichzeitig sollten Freiflächen im Umland für die Kaltluftversorgung erhalten bleiben. Neben dem Rheintal als Hauptventilationsachse sind Verbindungen aus dem Bereich des Bergischen Landes und der Ville notwendig, um die häufig wärme- und schwülebelasteten Bereiche der Großstadt Köln, vor allem während der Nachstunden, mit kühler Luft zu versorgen.
Welches Klima prägt die Kölner Bucht?
Die Kölner Bucht ist der südlichste Ausläufer des Niederrheinischen Tieflandes und zählt klimatisch zu den Gunsträumen der Mittleren Breiten Europas. Das Klima der Kölner Bucht wird, wie im ganzen Westen Deutschlands, stark von der geografischen Nähe zur Nordsee und zum Atlantik und somit vom Golfstrom beeinflusst. Diese Lage sorgt für ein maritim beeinflusstes Klima mit milden Wintern und gemäßigten Sommern. Im Bereich der Westwinddrift überwiegen Tiefausläufer, die vom Atlantik kommend Deutschland regelmäßig mit entsprechenden Niederschlägen überqueren. Bei weniger häufigen Hochdruckwetterlagen nehmen die Tiefdruckgebiete nördliche oder südliche Zugbahnen, so dass sich dann länger anhaltende, trockene Perioden einstellen können.
Das Relief der Kölner Bucht zeigt, dass die Eifel, das Siebengebirge und das Bergische Land die höchsten Erhebungen von mehr als 680 Metern ü. NN sind. Im Mittel liegt in der Kölner Bucht eine Höhe von circa 40 Meter ü. NN vor. Linksrheinisch erstreckt sich der Höhenzug der Ville mit einer Höhe von maximal 205 Meter ü. NN entlang des Rheintals, welcher in Richtung Norden ausläuft.
Besonderheiten in der Kölner Bucht - Geologie, Niederschläge, Temperaturen und Wetterlagen
Durch die spezielle Reliefform und Ausrichtung der Kölner Bucht werden bodennahe Luftströmungen kanalisiert und der Wind schwenkt in Richtung des Rheinverlaufs. Aber nicht nur Luftbewegungen, auch Niederschläge werden hierdurch beeinflusst.
Die Erhebungen des Rheinischen Schiefergebirges verlaufen quer zur Hauptwindrichtung, dies führt zu ausgeprägten Luv- und Lee-Effekten. Als Luv bezeichnet man die dem Wind zugekehrte Seite, während Lee die dem Wind abgewandte Seite ist. Die Luftmassen aus westlichen Richtungen überqueren das Hohe Venn und die Eifel. Dabei werden sie erwärmt und weisen nur geringe Niederschlagswerte auf (Föhn-Effekt), da wärmere Luft mehr Feuchtigkeit speichern kann. Der Anstieg zum Bergischen Land östlich des Rheins verursacht hingegen eine Stauung und Abkühlung der Luftmassen, dies führt zu deutlich mehr Niederschlägen.
Betrachtet man die langjährigen Temperaturmittel, zeigt sich die Kölner Bucht während der Winter als eine der wärmsten Regionen Deutschlands. Längere Frostperioden oder dauerhafte Schneedecken sind die Ausnahme.
Grundsätzlich sind in Köln zwei Wetterlagen zu unterscheiden: Zum einen treten in Köln Wetterlagen auf, die geprägt sind durch westliche Windrichtungen (Nord-West- bis Süd-West-Winde) mit teilweise höheren Windgeschwindigkeiten. Zum anderen sind Wetterlagen anzutreffen, bei denen sich bodenständige Windsysteme einstellen können, die in der Regel durch Schwachwinde geprägt sind. Neben den auf wenige Prozent der Jahresstunden beschränkten lokalen Kaltluftabflüsse vom bergischen Höhenrand und der Ville, kommt es hier zu einem regionalen Kaltluftabfluss vom Siebengebirge. Kanalisiert durch das Rheintal herrschen dann schwach windige süd-süd-östliche Windrichtungen vor. Dieser Abfluss kann Mächtigkeiten bis über 100 Meter erreichen. Dabei gibt es keine topografischen Hindernisse auf Kölner Stadtgebiet.
Rheintalwind
Bei austauscharmen Strahlungswetterlagen bildet sich in den ersten Stunden nach Sonnenuntergang zunächst eine ungerichtete Kaltluftströmung, die auf lokale Phänomene wie thermische Flurwinde oder lokale Hangabwinde deutet. In der zweiten Nachthälfte tritt eine deutliche Ausrichtung der Strömung ein.
Insbesondere bei sommerlichen (autochthonen) Strahlungswetterlagen zeigt sich, dass im Verlauf der Nacht der aus der südlichen Kölner Bucht kommende "Rheintalwind" die lokalen Kaltluftflüsse überlagert und der Wind auf eine rheinparallele Richtung von Ostsüdost bis Südsüdost schwenkt.
Die regional bedeutsame Kaltluftströmung im Rheintal wird insbesondere von kräftigen Kaltluftzuflüssen aus den Rheinnebentälern (linksrheinisch: Eifeltäler, Ahrtal; rechtsrheinisch: Siegtal, Sülztal, Wahnbachtal, Aggertal, etc.) gespeist. Im südlichen Bereich der Kölner Bucht bildet sich hierdurch eine Kaltluftströmung mit hoher Intensität aus. Die auf geeigneten Flächen des Kölner Stadtgebietes lokal gebildete Kaltluft wird im Laufe der Nacht verfrachtet und mit dem regionalen Hangabwindsystem mitgeschleppt, so dass diesen lokalen Kaltluftentstehungsgebieten ebenfalls eine Bedeutung zukommt.
Das spezielle Klima in der Großstadt
Während in der freien Landschaft das Klima weitgehend von natürlichen Gegebenheiten abhängig ist, bildet sich in Stadtlandschaften ein durch Bauwerke beeinflusstes Klima aus, das Stadtklima. Dieses variiert kleinräumig durch die Art und Dichte der Bebauung. Auch die Veränderung der natürlichen Zusammensetzung der Luft durch anthropogene, also menschliche Einflüsse, wie Luftverschmutzung, Staub- und Schwebteilchen (Aerosole) beeinflussen das Stadtklima.
Die Stadt weist einen veränderten Wärmehaushalt gegenüber der freien Landschaft auf. Gebäude, Straßen und versiegelte Flächen erhitzen sich deutlich intensiver und speichern die Wärme über eine längere Zeit.
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Das wirkt sich auch auf das thermische Empfinden der Menschen in der Stadt aus. So hängt das Hitzeempfinden eines Menschen, der sich im Freien aufhält, nicht allein von der Umgebungstemperatur ab. Entscheidend ist der Austausch des Menschen mit seiner Umgebung. Dabei sind neben der Umgebungstemperatur auch Faktoren wie Luftfeuchte, Luftströmung, Sonneneinstrahlung und die eigene Bekleidung entscheidend. Die nebenstehende Grafik stellt die gefühlte Temperatur an einem heißen Tag – einmal ohne und einmal mit Begrünung dar.
Oberflächenversiegelung, Bebauung und menschliche Wärmeerzeugung wie auch Aerosole und Luftverschmutzung in der Stadt verursachen Temperaturerhöhungen. Die Stadt bildet eine Wärmeinsel und ist im Jahresmittel etwa ein bis zwei Grad Celsius wärmer als das Umland. Bei starken Strahlungswetterlagen – beispielsweise im Sommer – kann die Differenz zwischen dicht bebauten Flächen der Wärmeinseln und dem Freiland jedoch deutlich höher ausfallen.
Aufgrund der unterschiedlich starken Abkühlung der Flächen im Umland wird die Stadt nachts durch Flurwinde mit kühlerer Luft aus dem Freiland versorgt. Darüber hinaus wird das Kölner Stadtgebiet bei schwachwindigen, austauscharmen Wetterlagen durch den Rheintalwind mit Frischluft versorgt.
Maßnahmen und Empfehlungen zum Stadtklima
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Nur durch ein günstiges Wohlfühlklima bleibt das Leben in der Stadt weiterhin attraktiv. Die Aufgabe besteht darin, die notwendigen Voraussetzungen für ein gutes Stadtklima zu schaffen. Hier sind die Stadt Köln und auch die Kölnerinnen und Kölner gefordert. Denn schon kleine Einzelmaßnahmen sorgen in der Summe für ein verbessertes Umfeld.
Freihaltung von Freiflächen und Ventilationsbahnen
Generell sind größere, zusammenhängende Freiflächen unter klimatologischen Aspekten freizuhalten. Sie wirken sich vorwiegend lokal auf die angrenzende Bebauung aus, führen jedoch auch regional zu einer Verbesserung. Bodennahe Kaltluft aus dem unbebauten Umland kann über Ventilationsbahnen zum überwärmten Verdichtungsraum gelangen. Dieser Austausch vollzieht sich durch den thermischen Unterschied zwischen dem überwärmten, bebauten Gebiet und seinem unbebauten Umland. Die Freihaltung von zukünftiger Bebauung ist besonders für die Freiflächen wichtig, die Gebiete mit einem stadtklimatisch hohen Belastungsgrad umschließen. Diese Flächen sollten auch in der Bauleitplanung verbindlich gesichert werden.
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Durchgrünung intensivieren
Eine Maßnahme, die in der Zukunft vermehrt auftretenden trockenen Hitzperioden im Sommer für die Bevölkerung erträglicher zu gestalten, ist eine konsequente Durchgrünung der Wohngebiete. Das Grün spendet nicht nur Schatten, sondern sorgt durch die Wasserverdunstung über die Blätter auch für ein angenehmes Mikroklima. Zudem wird durch einen Rückhalt der Regenwassermengen in den Grünbereichen auch ein positiver Effekt auf das Grundwasservorkommen erzielt.
Wichtig ist, die bereits vorhandenen Park- und Grünanlagen in Köln zu schützen und zu erhalten. Weiterhin gilt es auch im privaten Bereich neues Grün zu pflanzen, beispielsweise als Dach-, Garten- und Fassadenbegrünung.
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Verminderung der Bodenversiegelung
Eine geringere Anzahl von versiegelten Flächen und konkrete Entsiegelungsmaßnahmen mindern die Wärmeinseleffekte in der Stadt. Beispielsweise indem ein asphaltierter Innenhof eines Mehrfamilienhauses umgewandelt wird in einen Garten. Dadurch kann Regenwasser ortsnah versickern und die Verdunstung mit der entstehender Verdunstungskälte erzeugt einen positiven Effekt auf das Kleinklima in der Stadt.
Leitfaden Fassadenbegrünung in Planverfahren
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Der Leitfaden Fassadenbegrünung zeigt auf wie die Realisierung von Begrünungsmaßnahmen in Planverfahren und bei Neubaumaßnahmen gelingen kann und wie die Fassadenbegrünung schon zu Beginn der Planung mitgedacht werden kann, um so eine effiziente Maßnahme zur Klimawandelanpassung zu ergreifen.
Der Wohnungs-, Büro- und Gewerbeneubau, insbesondere auf großen zusammenhängenden Freiflächen, führt zu einer Reduzierung der Kaltluftentstehung und damit zu einer Ausbreitung des Wärmeinseleffektes. Gleichzeitig ist die dicht versiegelte Kernstadt schon jetzt ein stadtklimatisches Sanierungsgebiet. Gerade im Bestand, wo flächige Lösungen zur Reduzierung von Auswirkungen des Klimawandels oft nicht umsetzbar sind, sind Fassaden- und (Dach)begrünungen ein wichtiges Instrument zur Klimaresilienz. Neben zahlreichen anderen Maßnahmen stellt die Fassadenbegrünung von Wohn- und Nichtwohngebäuden eine bislang wenig berücksichtigte Maßnahme dar, um einigen der vorgenannten Herausforderungen zu begegnen. Das Amt für Landschaftspflege und Grünflächen, das Umwelt- und Verbraucherschutzamt und das Stadtplanungsamt haben daher eine Initiative gestartet, um einen Leitfaden zur stärkeren Berücksichtigung von Fassadenbegrünungen in Bebauungsplan- und Baugenehmigungsverfahren zu erstellen.