Temperaturmessung Bebauung beeinflusst Messwerte von Klimadaten

Der Winter 2019/20 war wohl einer der wärmsten seit Beginn der Wetteraufzeichnung. Doch wie genau sind die erhobenen Temperaturdaten eigentlich, und wie werden Messfehler vermieden? MDR-AKTUELL-Hörer Michael Normann aus Eilenburg fragt: "Werden Messergebnisse von Wetterstationen bei statistischen Erhebungen über die Jahre angepasst? Also korrigiert, wenn sich das bauliche Umfeld der Wetterstation verändert?"

Messstation des Deutschen Wetterdienst
160 Messstationen betreibt der Deutsche Wetterdienst. Bildrechte: Ben Arnold

Leipzig Holzhausen. Hier, am östlichen Stadtrand, betreibt der Deutsche Wetterdienst (DWD) eine Messstation. Mitten auf einer grünen Wiese. Gemessen wird hier die Temperatur - nach international festgelegten Standards. Mehr als 160 solcher Stationen würden in Deutschland betrieben, sagt Petra Grubitzsch vom DWD. Nach ihren Worten erfolgen die Temperaturmessungen in zwei Metern Höhe. Das sei Standard nach Vorgabe der WMO, der Weltorganisation.

Standortbedingungen für Messstationen

Elemente, die gemessen werden, sollten möglichst mehr als zehn Jahre an einem Standort sein, erklärt Petra Grubitsch weiter. Dieser Standort solle möglichst keine versiegelten Flächen, lockere Bebauung in der Umgebung, keine reflektierenden Flächen und keine großen Wasserflächen aufweisen. Dabei soll sogenannte Stauwärme vermieden werden, die die Temperatur künstlich nach oben treibt. Hecken und Bäume in der Umgebung werden deshalb regelmäßig verschnitten, der Rasen gemäht.

Ralf Böttcher, Agrarmeteorologe beim Deutschen Wetterdienst
Ralf Böttcher, Agrarmeteorologe beim Deutschen Wetterdienst Bildrechte: Ben Arnold

Schwierig wird es für die Meteorologen, wenn rund um eine Messstation gebaut wird. Beton speichert Wärme und gibt diese an das Umfeld ab. Die gemessene Temperatur ist dann höher als im nicht bebauten Umfeld.

Agrarmeteorologe Ralf Böttcher sagt:"Wenn irgendwo vorher eine Wiese war oder eine Brachfläche und plötzlich wird die betoniert, dann haben wir natürlich einen anderen Energieumsatz auf dieser Fläche. Wir haben einen anderen Wasserumsatz auf dieser Fläche. Und das hat Auswirkungen auf die Temperatur, und das soll möglichst bei den Klimastationen vermieden werden."

Reflektierende Gebäude und Flächen beeinflussen Ergebnisse

Vor allem sind von Gebäuden oder anderen reflektierenden Flächen beeinflusste Temperaturmessungen nicht im Zeitverlauf vergleichbar. Nur: Bei Klimamessungen geht es gerade auch darum, Veränderungen über lange Zeitläufe hinweg zu messen.

Für Ralf Böttcher vom DWD ist es deshalb ein Problem, wenn sich das bauliche Umfeld einer Wetterstation verändert. Doch auch dafür gibt es Lösungen. "Dann guckt man sich die Reihen schon an und vergleicht diese mit anderen Messreihen, wo diese Effekte nicht vertreten sind", erklärt der Agrarmeteorologe.

Dieser Prozess heiße Homogenisierung, dabei prüfe man, ob die Qualität noch da sei. Wenn sie nicht da sei, müsse man entweder statistisch in die Reihe homogenisierend eingreifen. Oder man müsse sich einen anderen Ort suchen, wo man die Bedingungen weitgehend wieder repräsentieren könne, die man vorher hatte.

Standortänderungen für homogenes Messumfeld

Wie sehr bauliche Veränderungen im Umfeld einer Messstation die Werte beeinflussen, kann also berechnet werden. Dabei vergleichen die Meteorologen regionale Messdaten, mit und ohne Bebauung, und passen die Temperaturen in der Statistik an. Doch das funktioniert nicht immer. Ein Beispiel ist der Flughafen Leipzig/Halle, der in den letzten Jahrzehnten stetig ausgebaut wurde.

Allein in Schkeuditz ist in meiner beruflichen Laufbahn der Ort für die meteorologischen Messungen bisher dreimal verändert worden, um die Reihe halbwegs homogen zu halten.

Ralf Böttcher Agrarmeteorologe beim Deutschen Wetterdienst

In den Städten steigen die Durchschnittstemperaturen

Heiko Rosenthal, Umweltbürgermeister Leipzig
Heiko Rosenthal, Umweltbürgermeister Leipzig Bildrechte: Ben Arnold

Egal an welchen Standorten der DWD auch misst: Die Durchschnittstemperaturen steigen. Insbesondere in den dicht bebauten Städten. Der Wärmespeicherung in Gebäuden und Beton, die fehlende Verdunstung von Pflanzen und die geringere Zufuhr von kühler Luft aus dem Umland verwandelt die Städte an manchen Sommertagen in regelrechte Hitze-Inseln.

Eine Herausforderung für die zukünftige Stadtplanung, meint Leipzigs Umweltbürgermeister Heiko Rosenthal: "Es geht in erster Linie erst einmal darum, Freiräume zu sichern, öffentliches Grün zu sichern, öffentliche Brachen zu sichern, die Bebauung des Stadtrands zu verhindern. Sodass dort tatsächlich freie Flächen zur Verfügung stehen, damit der Luftaustausch stattfinden kann."

Wichtig dafür: saubere Messdaten. Denn die können dabei helfen, richtige Prognosen zu treffen und so vor allem die Städte an den Klimawandel anzupassen.

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL RADIO | 06. Mai 2020 | 05:00 Uhr