CHARAKTERISTIK UND ERSCHEINUNGSFORMEN DES STADTKLIMAS
2.2 Urbaner Wärmehaushalt

Gegenüber der freien Landschaft ist in einer Stadt die Energiebilanz, die im Wesentlichen durch die kurzwellige Einstrahlung der Sonne und die langwellige Abstrahlung von Wärme bestimmt wird, stark verändert. Die Einflussgrößen des urbanen Wärmehaushaltes sind in der Abbildung 2/2 schematisch dargestellt (ROBEL et al., 1978). Durch Luftbeimengungen (Schadgase und Aerosole) in der Stadtatmosphäre wird die Sonnenstrahlung (Streuung und Absorption) abgeschwächt. Im ultravioletten Strahlungsbereich liegt die Abnahme im Sommer bei ca. 5 %, im Winter bei bis zu 30 %. Die Globalstrahlung (direkte Sonnenstrahlung und diffuse Himmelsstrahlung) kann in Städten bis zu 20% geringer sein. Die Sonnenscheindauer verringert sich um bis zu 15% (LANDSBERG, 1981).

Durch die Oberflächenversiegelung und den damit verbundenen geringeren Grünflächenanteil ist die Verdunstung reduziert, was eine Erhöhung der Temperatur in den Städten bewirkt.

Infolge der städtischen Baumassen erfolgt eine Wärmespeicherung der einfallenden Strahlung, was sich darin zeigt, dass die täglichen Maximaltemperaturen in einer Stadt gegenüber dem Umland später eintreten und die Schwankungsbreite des Temperaturverlaufes geringer ist, Abb. 2/3 und Abb. 2/3a. In der Nacht geben die Steinmassen die Wärme nur langsam wieder ab. Sie sind auch am Morgen noch relativ warm.

In einer Stadt finden die Energieumsetzungen zu einem großen Teil nicht im Erdbodenniveau sondern auch im Bereich des Dachniveaus bzw. der oberen Stockwerke der Häuser statt.

Durch den relativ hohen Anteil von Schadgasen, die langwellige Wärmestrahlung absorbieren können (z. B. Kohlendioxid), ist die effektive Abstrahlung reduziert, was zu einer Erwärmung der Stadtatmosphäre führt (lokaler Treibhauseffekt).

Ein nicht zu vernachlässigender Faktor in Städten ist die anthropogene Wärmeerzeugung, die ebenfalls zu einer zusätzlichen Erwärmung speziell auch im Winter während der Heizperiode führt.
Sie hängt u. a. von der Einwohnerdichte als auch vom Pro-Kopf-Energieverbrauch ab. In mitteleuropäischen Städten kann von einem urbanen Jahresmittel von etwa 30 W/m² ausgegangen werden (KUTTLER, 2010).