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4. Thermische Situation
4.1 Thermalaufnahmen


Mit der Infrarot-Thermographie erh√§lt man ein Bild der momentanen Temperaturverteilung an der Erdoberfl√§che. Das Me√üprinzip beruht darauf, da√ü die Oberfl√§chentemperatur eines K√∂rpers ber√ľhrungslos aus der Ferne durch Messung seiner infraroten W√§rmestrahlung ermittelt werden kann. Die Verwendung eines Me√üflugzeugs mit einem Scanner als Detektor f√ľr das thermische Infrarot erm√∂glicht die Aufnahme hoch aufgel√∂ster W√§rmebilder f√ľr ganze Stadtregionen.

Im vorliegenden Fall betr√§gt die Aufl√∂sung bei einer Flugh√∂he von 3000 m √ľber Grund 7,5 m mal 7,5 m. Die Me√üanordnung erfa√üt Temperaturdifferenzen der Erdoberfl√§che von 0,05 K. Die Thermalkartierung vom 18./19. August 1988 wurde jedoch aus praktischen Gr√ľnden in Temperaturstufen von 1 K ausgewertet, welche den Bereich von 8 ¬įC bis 23 ¬įC umfassen. Die entsprechende 15stufige Temperaturfarbskala ist in den Abbildungen 4-1 und 4-2 angegeben. Sie ist f√ľr beide Me√ütermine identisch und gilt auch f√ľr die Abbildungen 4-3 und 4-4.

Auf diese Weise k√∂nnen die siedlungsbedingten Unterschiede von Temperaturstrukturen im Stadtgebiet auch bez√ľglich des n√§chtlichen Abk√ľhlungsverlaufs dargestellt werden. Ziel der Auswertung ist, Hinweise auf Luftaustauschprozesse bzw. auf die Gebiete der Stadtlandschaft zu erhalten, die f√ľr die Ausbildung lokaler Windsysteme eine wichtige Funktion haben. Die gegen√ľber der freien Landschaft h√∂here Temperatur der Stadt beruht auf dem sog. W√§rmeinsel-Effekt der Bebauung. Die dortigen Oberfl√§chenmaterialien, die Bodenversiegelung, das Fehlen von Vegetation, das Vorherrschen senkrechter Oberfl√§chen, die Erzeugung k√ľnstlicher W√§rme, ver√§nderte Strahlungsstr√∂me und Windverh√§ltnisse - um nur die wichtigsten Faktoren zu nennen - bedingen einen insbesondere zur Nachtzeit ausgepr√§gten Temperatur√ľberschu√ü bebauter Gebiete. In Stuttgart wird dieser Effekt durch die Kessellage verst√§rkt. Andererseits kann nachts auf den umliegenden freien Randh√∂hen produzierte Kaltluft √ľber die H√§nge und Taleinschnitte in die Stadtbebauung einstr√∂men und dort zum thermischen Ausgleich beitragen. Die Auswertung der Infrarot-Thermographie hat diesen Sachverhalt anschaulich belegt.


Abend-Situation (Abbildung 4-1)



Abb. 4-1: Oberflächentemperaturen (18.08.1988) in Stuttgart nach Sonnenuntergang
Eine Stunde nach Sonnenuntergang an diesem windarmen, strahlungsreichen Sommertag ist die Abk√ľhlung der Erdoberfl√§che bereits in vollem Gange und je nach Bodenbeschaffenheit, Bewuchs und Bebauung unterschiedlich fortgeschritten. 

Eine Orientierungshilfe im W√§rmebild bietet das Stra√üennetz, das zu dieser Tageszeit mit seinen h√∂heren Oberfl√§chentemperaturen einen deutlichen Kontrast bildet. Asphaltfl√§chen, Mauern und Gew√§sser haben tags√ľber die W√§rme gespeichert und geben sie langsam wieder ab. In den gelb-roten Flecken herrscht noch eine Oberfl√§chentemperatur von 18 bis 22 ¬įC. Erheblich k√ľhler ist es im geringer besiedelten Umland. An manchen Stellen besteht dort eine Temperatur von nicht einmal 10 ¬įC. Aus dem Luftbild kann unter anderem abgelesen werden, wo sich Frischluftschneisen befinden. Ein Musterbeispiel liefert das Feuerbacher Tal im nordwestlichen Bildausschnitt. Auch in den Stadtteilen Kaltental und Heslach hat sich eine st√§rkere Abk√ľhlung ergeben - ein Hinweis auf die durch das Nesenbachtal in die Innenstadt abflie√üende Kaltluft. In der Innenstadt, die sich als wahrer Speicherofen pr√§sentiert, haben sich zun√§chst Gr√ľnanlagen, aber auch Dachfl√§chen - besonders auffallend beim Hauptbahnhof - st√§rker abgek√ľhlt, w√§hrend der durch Bebauung begrenzte Stra√üenraum die W√§rme speichert. Ein Warmluftpolster im Kronenraum dicht belaubter W√§lder in Kuppenlage bewirkt im W√§rmebild einen √§hnlichen, klimatisch jedoch ganz anders zu bewertenden Effekt.

Morgen-Situation (Abbildung 4-2)



Abb. 4-2: Oberflächentemperaturen (19.8.1988) in Stuttgart vor Sonnenaufgang
Das Stadtgebiet pr√§sentiert sich hier vor Sonnenaufgang in der Endphase der n√§chtlichen Abk√ľhlung, die nur durch das thermische Eigenverhalten der Stadtlandschaft beeinflu√üt wurde. W√§rmer als 16 ¬įC erscheinen nur noch verschiedene innerst√§dtische Stra√üenbereiche. Die temperaturtr√§gen Gew√§sser haben die n√§chtliche Abk√ľhlung nicht mitvollzogen und sind nun die w√§rmsten Bildelemente. Auch heben sich die bewaldeten Randh√∂hen von den durch bodennahe Kaltluft gepr√§gten T√§lern und Senken ab. Ein Vergleich der im Nesenbachtal gelegenen stark abgek√ľhlten Stadtquartiere mit dem zentralen Bereich des Westkessels veranschaulicht die Wirkung der im Nesenbachtal dominierenden Kaltluft. Besonders stark abgek√ľhlt haben sich ausgedehnte Dachfl√§chen von Hallenbauwerken (vgl. Hauptbahnhof und Paketpostamt) sowie die ausgedehnten Bahnanlagen im Vorfeld des Hauptbahnhofs mit der Gleisharfe des Abstellbahnhofs. 

Betrachtung des Innenstadtausschnitts (Abbildungen 4-3 und 4-4)



Abb. 4-3: Oberflächentemperaturen (18.8.1988) Innenstadt nach Sonnenuntergang
Wie aus der Abb. 1-1 hervorgeht, engen Kriegsberg und Uhlandsh√∂he den Talkessel in der N√§he des Hauptbahnhofes merklich ein, und der Talverlauf nord√∂stlich davon √∂ffnet sich flacher und weitl√§ufiger zum Neckartal. Der abendliche Me√üflug (Abb. 4-3) bildet die bebauten Zonen dieses Gebietes ebenso warm ab wie den inneren Teil des Talkessels. Zum Morgen hin ist aber in diesem nord√∂stlichen Teil die Abk√ľhlung weiter vorangeschritten, da hier ausgedehntere Frei- und Gr√ľnfl√§chen vorhanden sind, die im morgendlichen W√§rmebild (Abb. 4-4) drei Bebauungszentren voneinander trennen: Das Gebiet an der Heilbronner Stra√üe zwischen T√ľrlen- und Friedhofstra√üe, das Baugebiet zwischen Nordbahnhof und Rosensteinstra√üe sowie das Gebiet zwischen Neckartor, Unterem Schlo√ügarten und Villa Berg.


Im morgendlichen W√§rmebild fallen die Gel√§ndeeinschnitte Eckartshalde (ehem. Stadtg√§rtnerei ) sowie die Wartberg-/Steinberg-Klinge im Stuttgarter Norden als k√ľhle Fl√§chen und Frischluftschneisen auf. Ihre besondere Bedeutung liegt darin, da√ü sie die Verbindung herstellen zwischen gr√∂√üeren Gr√ľnfl√§chen der Feuerbacher Heide und des H√∂henparks Killesberg und dem tiefer gelegenen Gebiet an der Heilbronner Stra√üe mit dem Pragfriedhof und dem Rosensteinpark. Die Kaltluftwirksamkeit dieser Gel√§ndeeinschnitte, insbesondere auch der vom Kriegsberg nahe dem Hauptbahnhof ausgehenden M√∂nchhalde ist im W√§rmebild an dem √∂rtlich nahezu ausgel√∂schten oder stark verwischten Stra√üenschema abzulesen. Das Fehlen weiterer klimaktiver Hangfl√§chen wird hier im Stuttgarter Norden kompensiert durch die Vegetation der Schlo√ügartenanlagen, des Rosensteinparks, des Pragfriedhofes sowie des Parkgel√§ndes Villa Berg (zu Stuttgart-Ost geh√∂rend).

Die Gleisanlagen im Dreieck zwischen Rosensteinstra√üe, Rosensteinpark und Unterem Schlo√ügarten zeichnen sich im Vergleich zum Pragfriedhof beim morgendlichen Me√üflug als ausgek√ľhlte Zone ab. Die schnelle Abk√ľhlung der Gleisanlagen ist im Gegensatz zu den Stra√üenfl√§chen auf das gro√üe Porenvolumen des Schotterbettes unter den Eisenbahnschienen zur√ľckzuf√ľhren. Das gro√üe Porenvolumen isoliert den Gleisk√∂rper als Ganzes thermisch vom Erdboden, desgleichen auch die einzelnen Schottersteine untereinander, so da√ü nur eine d√ľnne Schicht der Steinpackung am Tage durch die Sonneneinstrahlung erw√§rmt wird. Bei der n√§chtlichen W√§rmeausstrahlung erh√§lt diese Schicht keinen W√§rmenachschub vom Unterbau her, und das Schotterbett k√ľhlt entsprechend schnell ab.


Abb. 4-4: Oberflächentemperaturen (19.8.1988) Innenstadt vor Sonnenaufgang
Damit wird in unmittelbarer Nachbarschaft zur Innenstadt und im Bereich des wichtigen Nesenbachtals eine betr√§chtliche Temperaturdifferenz als ausl√∂sendes Moment f√ľr Luftbewegungen aufrechterhalten. Zudem kann das heutige Bahngl√§nde - obgleich ein k√ľnstliches, das Relief des Talbodens stark ver√§nderndes Bauwerk - aufgrund seiner Hindernisstruktur vom Wind leicht √ľberstr√∂mt werden, so da√ü es sich bei den Gleisanlagen um eine f√ľr den innerst√§dtischen Luftaustausch wichtige Zone handelt. Diese Feststellung gibt Anla√ü zur Frage nach den klimatischen Eigenschaften ausgedehnter Bahnanlagen. Dazu hat der Deutsche Wetterdienst an Rangierbahnh√∂fen in M√ľnchen umfangreiche Untersuchungen angestellt (DWD, 1994): Gleisanlagen k√ľhlen danach - wie oben schon dargestellt - nachts st√§rker ab als Siedlungen. Sie bleiben jedoch w√§rmer als innerst√§dtische Parkanlagen oder freie Wiesengrundst√ľcke. Rangierbahnh√∂fe lassen keinen so starken W√§rmeinseleffekt erwarten, wie er in dichter bebauten Stadtbereichen m√∂glich ist. Gegen√ľber zuvor landwirtschaftlich genutzten Bereichen w√ľrde die Einrichtung von Gleisanlagen nur untergeordnete Auswirkungen auf den Temperaturhaushalt haben. Auch f√ľr die Luftfeuchtigkeit ergaben sich im Monatsmittel keine me√übaren Abweichungen zur landwirtschaftlich genutzten Umgebung. Kleinr√§umige Zirkulationssysteme ausgehend von dem Gel√§nde des Rangierbahnhofs waren ebensowenig nachzuweisen wie eine Behinderung von Windsystemen durch die Gleisanlagen. Aufgrund dieser Befunde √§hneln Bahnanlagen mehr dem Klimatop der Freifl√§chen als dem st√§dtischer Bebauung. Z√§hlt man das Vogelsangtal im Stuttgarter Westen, die Hangpartien des Hasenbergs sowie die Einm√ľndung des Nesenbaches in Heslach zu den Frischluftschneisen der s√ľd√∂stlichen Talumrandung hinzu, erh√§lt man im Zusammenhang mit dem Zentrum der st√§dtischen W√§rmeinsel zwischen Silberburg und Kriegsberg die Vorstellung eines von S√ľdwest √ľber S√ľd und S√ľdost zur Innenstadt orientierten bodennahen Luftaustausches.


 
 

© Landeshauptstadt Stuttgart, Amt für Umweltschutz, Abt. Stadtklimatologie