Klimamonitoring

Um eigene Erkenntnisse zu regionalen bis mikroklimatischen Bedingungen zu erlangen, führt das Thüringer Landesamt für Umwelt, Bergbau und Naturschutz (TLUBN) eigene meteorologische Messungen durch. Hier wird vor allem die Temperatur in sensiblen Bereichen durch eigene und zeitlich begrenzte Messungen überwacht.

 

Meteorologische Messungen an der Dachmessstation des TLUBN

Die Klimamessstation auf dem Dach des Thüringer Landesamtes für Umwelt, Bergbau und Naturschutz (TLUBN) in Jena-Göschwitz ist bestückt mit modernster Messtechnik und ermöglicht die zeitlich hochaufgelöste Erfassung von Temperatur, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, Windstärke und -richtung sowie die Erfassung verschiedener Strahlungsparameter. Damit findet auf dem Dach des TLUBN eine umfassende meteorologische Überwachung statt. So ist sie eine wichtige Ergänzung im Umweltdatennetz des Freistaates.

 

Besonderheiten sind die Messung von Wind mit einem Ultraschallanemometer sowie die gleichzeitige Erfassung verschiedener Strahlungskomponenten. Der Standort im Süden der Stadt Jena (150 m ü. NN) eröffnet bei 30 Meter Gebäudehöhe über dem Erdboden mit freier Luftanströmung und ohne Beschattung vielfältige Auswertungsmöglichkeiten hinsichtlich der speziellen meteorologischen Verhältnisse im Saaletal sowie in Bezug auf benachbarte meteorologische Stationen.

Die Datenaktualisierung erfolgt im 10-Minuten-Takt. Ausgewählte Daten werden auf einer Leuchtanzeige außerhalb der TLUBN in Jena angezeigt und sind über die  Internetseite des Deutschen Wetter-Daten-Servers (DWDS) aktuell visualisiert.

Die die hochaufgelösten Messwerte der Lufttemperatur, des Niederschlags, der Windgeschwindigkeit und der Sonnenscheindauer werden zu Tages-, Monats- und Jahreswerten zusammengefasst und als

  • Jahresgänge (Monatswerte),
  • Tageswerte für die letzten 3 Monate (meteorologische Jahreszeit) und
  • Kennzahlen (Tabelle)

auf der Seite "Tages- und Monatswerte der TLUBN-Klimamessstation für die jüngere Vergangenheit" dargestellt. Diese Auswertungen werden ebenfalls den jahreszeitlichen Witterungsberichten angehängt.

Vertikale Temperaturprofile mittels Mikrowellenradiometer

Städte beeinflussen auch in Thüringen maßgeblich das lokale Klima. Dies gilt für in, um und tatsächlich auch für über der Stadt. Vertikale Temperaturprofilmessungen des TLUBN in Erfurt belegen diesen Effekt:

 

Die dargestellte Abbildung zeigt die durchschnittliche vertikale Temperaturverteilung über dem Erfurter Stadtzentrum an besonders heißen Tagen.  Es wurden Tage ausgewählt, an denen an der TLUBN‑Messstation Erfurt‑Krämpferstraße (https://tlubn.thueringen.de/umweltschutz/immissionsschutz/immis/imm-mess-thuer/) mindestens 30 °C ("Heißer Tag") erreicht wurden (Messzeitraum 2016 ‑ 2019). Die Höhe Null im Diagramm entspricht 30 m über der Erdoberfläche, da sich das Messgerät auf einem Dach befindet. Die durchschnittlich höchste Temperatur auf Dachhöhe wird mit 28 °C zwischen 17 und 18 Uhr Sommerzeit erreicht. Der Durchschnittswert von 33 °C an der TLUBN‑Station Erfurt-Krämpferstraße verdeutlicht den starken vertikalen Temperaturgradienten von 5 K auf diesen 30 Metern zwischen der Luft in Dachhöhe und der in zwei Meter Höhe über der Erdoberfläche. Nachts kühlt sich die Luft auf Dachhöhe bis zum Sonnenaufgang um mehr als 10 K ab. 500 bis 600 m darüber bleibt es jedoch deutlich wärmer. Dies wirkt selbst in klaren Nächten wie eine wärmende Decke über der Stadt aus. Das Auftreten von Tropennächten (Tmin ≥ 20 °C) wird dadurch begünstigt.

 

Der Vergleich mit Wetterstationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zeigt, dass es über der Stadt deutlich wärmer ist als im Umland in vergleichbarer Höhe. Dies gilt jedoch nur für die Tagesmitteltemperatur. Zu einzelnen Tageszeiten zeigt sich zum Teil jedoch ein gänzlich anderes Bild ("Abbildung Tagesgang Vergleich DWD-Stationen mit über Erfurt").

Verglichen wurden die Wetterstation Erfurt‑Weimar (Flughafen Binderleben) und Schmücke (Thüringer Wald) mit den Temperaturmessungen über der Stadt Erfurt in den Messhöhen 100 m und 700 m über Dachhöhe. Ausgewertet wurden erneut nur Heiße Tage an der TLUBN‑Station Erfurt‑Krämpferstraße. Im Tagesmittelwert (2016 ‑ 2019) ist es in vergleichbarer Höhe über der Stadt wärmer als an den DWD‑Wetterstationen im nicht städtisch geprägten Umland:

 

Bindersleben:             22,0 °C

über Stadt Erfurt:       22,4 °C                       + 0,4 K

 

Schmücke:                 18,7 °C

über Stadt Erfurt:       20,8 °C                       + 2,1 K

 

Der Temperaturunterschied nimmt mit der Höhe deutlich zu.

 

Im Tagesgang läuft die Temperaturamplitude über der Stadt, der an den DWD‑Wettstationen zeitlich hinterher:

 

Die Erwärmung der Luft setzt sich mit Sonnenaufgang beginnend von der Erdoberfläche nach oben in höhere Luftschichten fort. Vom frühen Abend bis kurz nach Sonnenaufgang ist es über der Stadt durchgehend wärmer als in vergleichbarer Höhenlage der benachbarten DWD‑Wetterstationen. Den animierten Tagesgang zeigt folgende Präsentation:

 

 

Zu den aktuellen Messwerten und Auswertungen des Klimamonitorings

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