Meso- und mikroskalige Untersuchungen der Landoberflächentemperaturen von Berlin

Städtische Gebiete unterscheiden sich von Flächen mit ruraler Prägung, im Ergebnis sind sie stark modifiziert bezüglich ihrer Strahlungs- und Energiebilanz. In der vorliegenden Arbeit werden die Oberflächentemperaturen der Metropole Berlin im Mesomaßstab, unter Verwendung von Satellitenaufnahmen der ASTER- und Landsat-5- und 7-Sensoren untersucht sowie durch zusätzliche Messungen mit einer Thermalbildkamera über einen Zeitraum von 17 Monaten im Mikromaßstab erweitert. Diese Daten kombiniert mit GIS-basierten Informationen über die Landnutzungs- und Strukturtypen werden für die Analyse der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Oberflächentemperaturen genutzt ebenso wie zur Ermittlung funktioneller Beziehungen zwischen dem thermischen Verhalten der Oberflächen und der zugehörigen Stadtstruktur. Bei der Auswertung geht es vorrangig um physikalische Prozesse und Eigenschaften, die einen Einfluss auf energetische Flüsse und ihre Interaktion mit städtischen Oberflächen haben. Eine thermische Charakteristik einzelner Bezirke über verschiedene Nutzungsklassen bis hin zu einzelnen Materialien wird erstellt. Dabei sind Temperaturdifferenzen von mehreren zehntel Kelvin zwischen den typischen städtischen Oberflächen Dächern und Rasenflächen zu beobachten. Die Resultate zeigen, dass die Verteilung der LST sehr verschieden ist und stark korreliert mit den Landbedeckungen. Es wird dargestellt, welche Stadtstrukturen besonders thermisch belastet sind, welche individuelle thermische Bedeutung einzelne Materialien haben. Besonderes Augenmerk wird auf Möglichkeiten der Beeinflussung durch Abschattung gelegt. Durch Verschattung können Differenzen der Oberflächentemperaturen von mehr als 10 Kelvin erreicht werden. Abschließend werden Modellierungen zur Verifizierung der Kameramessungen sowie zum Aufzeigen des Einflusses minimaler Änderungen in kleinräumigen Klimaten genutzt.Urban areas differ from surfaces of rural character. They are very modified in their radiation- and energy balance. In this study land-surface temperatures of the city of Berlin are analyzed with the help of satellite pictures of the ASTER- and Landsat-5 and -7 sensors in mesoscale and then extended by extra measurements of an infrared camera in microscale over the course of 17 months. This data combined with GIS based information on different land use and -structures are used for the analysis of spatial and time distribution, as well as for the determination of functional relations between thermal behaviour of surfaces and the related urban structures. The evaluation mainly deals with physical processes and properties that have an influence on energetic flows and their interactions with urban surfaces. A thermal characteristic of individual districts, from different land use classes to specific materials is being created. In this there are differences in temperature of several tenths Kelvin between the typical urban surfaces of roofs and grass areas visible. The results show that the distribution of the LST varies immensely and correlates with the land coverage. It is shown, what urban structures are most thermic burdened, what individual significance specific materials have. Special attention is paid to the different possibilities of the influence through shadow. It is possible to reach a difference of surface temperatures of more than 10 Kelvin by shadow. At the end models with the 3-dimensional ENVImet are used to verify the camera measurements as well as to show the influence of minimal changes in microscale climate