5. Thermalkartierung
5.1 Thermalkarte Abend (Karte-II)
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Der Abendmessflug begann eine Stunde nach Sonnenaufgang und zeigt somit das Untersuchungsgebiet in einem Zustand stark voranschreitender Abkühlung. Diese ist je nach Bodenbeschaffenheit, Bewuchs und Bebauung unterschiedlich fortgeschritten, so dass sich eine starke Differenzierung der Oberflächentemperaturen ergibt.
Die für die Bildaufbereitung gewählte Temperatur-Farbskala entspricht wahrneh- mungspsychologischen Gesichtpunkten (rot = warm, blau = kalt). Dabei sind die Farbabstufungen (für jeweils ein Grad C) so gewählt, dass die auftretende Tem- peraturspanne beim Abend- und Morgenmessflug (vgl. Kapitel 5.2) mit der gleichen Temperatur-Farbskala abgebildet wird. Aufgrund der fortschreitenden nächtlichen Abkühlung wird man deshalb viele der roten Flächen des Abendbildes im Morgenbild nicht mehr wiederfinden. Umgekehrt kommen im Abendbild die tief dunkelblauen Stellen am unteren Rand der Temperaturskala (10 °C) nicht in der flächigen Ge- schlossenheit vor, wie sie für das Morgenbild typisch ist.
Bei den dunkelblauen Flächen handelt es sich um Freiflächen mit niedriger Vege- tation. Sehr stark abkühlende Oberflächen (wie z.B. Blechdächer), deren Ober- flächentemperatur mit weniger als 10 °C den dargestellten Messbereich unter- schreitet, sind in Schwarz wiedergegeben. Umgekehrt erscheinen in weiß die wenigen Flächen, die den Messbereich nach oben überschreiten bzw. wärmer als
23 °C sind.
Mit Hilfe von Referenzmesspunkten am Boden sowie durch Vermessung eines das Untersuchungsgebiet diagonal querenden Flugstreifens wurde der Einfluss der beim zweieinhalbstündigen Messflug eingetretenen Temperaturänderung eliminiert, so dass praktisch eine Momentaufnahme der Oberflächentemperaturverteilung vorliegt. Der Eindruck, dass der Süden des Untersuchungsgebietes (Filderfläche, Schönbuch und Glemswald) allgemein kälter ist als der Norden, ergibt sich aus der Meereshöhe, was auch in der Karte X (Jahresmittel der Lufttemperatur) zum Ausdruck kommt.
Im nördlichen und südöstlichen Teil des ausgedehnten Untersuchungsgebietes ist es bei den hier zu behandelnden Thermographie-Messflügen zu Störungen gekommen, die keine sinnvolle Bildaufbereitung bzw. Auswertung zulassen. Um auch für diese Teilbereiche Informationen vermitteln zu können, wurde auf infrarot-thermogra- phisches Datenmaterial der ein Jahr zuvor bei vergleichbarer Wetterlage durchge- führten Messflüge zurückgegriffen. Beim ersatzweisen Einpassen der entsprechenden Ausschnitte in die Thermalkarten sind allerdings Temperatursprünge nicht zu ver- meiden, weshalb eine trennende Signatur auf diese Nahtstellen hinweist.
Eine Orientierungshilfe im Wärmebild bietet das Straßennetz, das zu dieser Tageszeit mit seinen höheren Oberflächentemperaturen einen deutlichen Kontrast zur Umge- bung bildet.
In der Thermalkarte des Abends fallen Gewässer, insbesondere aber die Waldge- biete als sehr warm auf. Hervorzuheben sind hier u.a. der Schurwald, die Buocher Höhe, der Glemswald, die bewaldeten Höhen südwestlich von Stuttgart-Feuerbach sowie der dortige Lemberg, ferner das Waldgebiet nördlich von Rutesheim und nordöstlich von Wolfschlugen.
Die Wälder belegen zusammen mit dichter Besiedlung und befestigten Oberflächen den oberen Bereich der Temperaturskala, vor allem wenn sie im hügeligen oder bergigen Gelände eine Kuppenlage einnehmen. Dieser Sachverhalt zeigt, dass Oberflächentemperaturen für sich allein über die ökologische Wertigkeit der je- weiligen Flächen nichts aussagen können.
Im Falle des belaubten Waldes oder des immergrünen Nadelwaldes ist die Baum- kronenoberfläche als äußere Grenzfläche für den Wärmeumsatz maßgebend. Es handelt sich dabei um keine ebene, sondern um eine aus zahlreichen Flächen- elementen zusammengesetzte Oberfläche, welche je nach Abdeckung der Be- standsflächen durch Blätter oder Nadeln unterschiedlich tiefen Horizonten des Kronenraumes angehören.
Infolge der Abschirmung des Waldbodens folgt die Temperatur der Luftschicht im Stammraum in nur abgeschwächter Form den Temperaturschwankungen des Blätterdaches. Damit besteht im Wald bei Tag, aber auch bei Nacht eine vertikale Temperaturzonung. Zur Nachtzeit kommt sie dadurch zustande, dass die vom Tag her wärmere Luft im Waldbestand durch kühlere Luft nach oben zu den höheren und höchsten Stellen unter dem Blätterdach verdrängt wird. Das dort bestehende Warm- luftpolster wird durch die Abdachung gegenüber der freien Atmosphäre für die Nachtzeit konserviert, und zwar umso länger, je höher und dichter der Waldbestand ist.
Strukturen der Oberflächentemperatur von Waldgebieten deuten somit nicht nur auf unterschiedliche Bestandsdichten und Baumarten hin, sondern spiegeln auch die Topographie des Waldbodens wider.
Im infraroten Wärmebild erscheinen Waldgebiete bei Nacht wärmer als das Freiland ohne Baumbestand, womit eine große Ähnlichkeit zu den gleichfalls temperaturaus- gleichenden und damit klimatische Extreme mildernden Wasserflächen besteht. Bei den Gewässern ist jedoch das große Wärmespeichervermögen für das thermische Verhalten ausschlaggebend, wobei Verdunstung und Konvektion am Tage eine Aufheizung der Wasseroberflächen verhindern.
Starke Aufheizung bei Sonneneinstrahlung am Tage mit nächtlicher Abstrahlung der im massiven Unterbau gespeicherten Wärme ist das Kennzeichen befestigter Flächen. Beispiele dafür sind die Start- und Landebahn des Flughafens Stuttgart sowie des Flugplatzes Malmsheim.
Das betonierte und asphaltierte Vorfeld des Stuttgarter Flughafens bildet wie auch vergleichbare Außenanlagen bzw. Kfz-Stellplätze im Bereich von Großeinkaufs- zentren (z. B. Tamm), von Industrieanlagen (z. B. in Sindelfingen und im Neckartal zwischen Bad Cannstatt und Mettingen) sowie innerhalb von Kasernen (z. B. in Ludwigsburg, Ostfildern, ehem. Flugplatz Böblingen) großflächige, bis in die späte Nacht hinein wirksame Aufheizungsflächen. Diese befinden sich oft in unmittelbarer Nachbarschaft zu der schon bald nach Sonnenuntergang extrem abgekühlten industriell-gewerblichen Flachdachbebauung (Beispiel Sindelfingen). Aufgrund unterschiedlicher Höhenlage dieser extrem temperierten Flächen kann hier von keinem Ausgleich stadtklimatisch belastender Strukturen ausgegangen werden.
Auch ist zu berücksichtigen, dass am Tage unter dem Einfluss der Sonnenein- strahlung feste Dachmaterialien wie auch die Karosserien abgestellter Fahrzeuge wesentlich höhere Temperaturen als die natürliche Vegetation annehmen. Dabei können die Außenoberflächen von Dächern Temperaturen um 80 °C aufweisen, was zur thermischen Belastung des Siedlungsraumes wesentlich beiträgt.
Zum Zeitpunkt des Abendmessfluges sind es jedoch nicht mehr die Dachflächen, sondern die Straßen, welche für die festzustellende Überwärmung in den Zentren städtischer Bebauung (z. B. in Ludwigsburg, Bad Cannstatt, Stuttgart-Mitte) ur- sächlich sind. Das thermische Milieu hängt auch von der Höhe und Baumasse der den Straßenraum begrenzenden Bebauung und von den sich ergebenden geometrischen Verhältnissen (Größe und Anordnung senkrecht stehender Oberflächen) ab.
Die stärkere Abkühlung an der Peripherie der Bebauungsschwerpunkte ist zurück- zuführen auf die geringere Bebauungsdichte, auf die Nähe zur freien Landschaft und den dort regeren Luftaustausch mit kühleren Gebieten. Auch können nächtliche Bergwinde bzw. Kaltluftabflüsse aus Tälern und Hanglagen die Temperaturverteilung innerhalb der Siedlungsfläche wesentlich bestimmen. Markante Beispiele für solche durch bodennahe Kaltluftflüsse geprägte Situationen sind u.a. das Nesenbachtal mit Stuttgart-Kaltental, Heslach und Stuttgart-Süd, das Rohrackertal mit Stuttgart- Hedelfingen, das Feuerbacher Tal mit Feuerbach und das Aichtal mit Waldenbuch.
Zur räumlichen Abgrenzung der durch Kaltluft geprägten Bereiche kann im freien Gelände das Straßennetz, vor allem das der Schnellstraßen und Autobahnen herangezogen werden. So vermindert sich die hohe Oberflächentemperatur der langen Autobahnbänder, wenn Kaltluftseen (z. B. im Filderraum östlich des Flug- hafens) oder Kaltluftschneisen (südlich Leonberg) durchquert werden. Im übrigen gilt der Grundsatz, dass man die tiefsten Nachttemperaturen der Erdoberfläche bevor- zugt im Bereich zusammenfließender Kaltluft mit Stagnationsneigung antrifft, während sich bewegende Luft Temperaturunterschiede nivelliert, so dass unter dem Einfluss intensiver Ventilation weder die höchsten noch die tiefsten Temperaturen Bestand haben.
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