Nachdem im Jahrbuch 1977 eine neuartige Darstellung des Makroklimas unserer Heimat gegeben wurde, soll nunmehr eine Beschreibung des Mikroklimas von Bad Neuenahr-Ahrweiler folgen.

Sie ist wie die o. g. Arbeit ein Ergebnis von Schülermessungen, und hat einen Vorläufer in der mikroklimatischen Untersuchung, die im Juli 1976 von Schülerinnen des Gymnasiums Calvarienberg durchgeführt und in der Presse veröffentlicht wurde.

Damals wurde anhand einer Messung am 2. Juli ein klimatischer Stadteffekt für Bad Neuenahr-Ahrweiler nachgewiesen. Die jetzige Untersuchung stützt sich auf insgesamt 9 Meßgänge und vermittelt ein wesentlich detaillierteres Bild. Die damaligen Werte werden durchweg bestätigt.

Die Arbeitsgruppe, die die vorliegende Untersuchung im Jahre 1979 durchführte, bestand aus 37 Oberstufenschülerinnen und -schülern des Gymnasiums Calvarienberg und des Staatl. Gymnasiums Ahrweiler. Sie hat als wichtigstes Ergebnis eine als repräsentativ geltende flächenhafte relative Temperaturverteilung für das gesamte Stadtgebiet von Ehlingen bis Walporzheim, die für planerische Zwecke nützlich sein kann. Die 181 Meßpunkte waren gleichmäßig über das Stadtgebiet und seine Freilandumgebung verteilt.

Aufgabe der vorliegenden Untersuchung war es, der Frage nachzugehen, inwieweit der thermische Stadteffekt in einer kleinen Stadt ausgeprägt ist und welche klimatischen Wirkungen die einzelnen Landschaftselemente wie Stadtkern, Parkanlagen, Hanglagen, Ahrufer usw. haben. Fig. 1 zeigt die Temperaturverteilung im Talkessel von Bad Neuenahr-Ahrweiler und den angrenzenden Höhen am 16. Mai 1979 morgens 5.00 Uhr. Die Messungen wurden immer morgens durchgeführt, wenn der Stadt-Land-Gegensatz der Temperatur erfahrungsgemäß die größten Werte annimmt (Vergl. Fig. 2). Es herrschte Windstille und Wolkenlosigkeit, also die besten Voraussetzungen zur Ausprägung des thermischen Stadteffektes sowie orographischer und edaphischer Einflüsse, zumal da wegen einer länger andauernden Hochdruckwetterlage auch am Vortage Windstille und ungehinderte Insolation herrschten. Fig. 3 zeigt beispielhaft wie der Stadt-Land-Temperaturunterschied von den Wind- und Bewölkungsverhältnissen abhängt. Diese Problematik soll unten noch eingehender behandelt werden. Wichtigstes Ergebnis der Untersuchung ist, daß auch die relativ kleine Stadt Bad Neuenahr-Ahrweiler einen deutlichen Stadteffekt auf die Temperatur erkennen läßt (Fig. 1). Die Struktur der Isothermen zeigt im einzelnen folgende Tatsachen:

Die Gebiete dichtester Bebauung weisen die höchsten Temperaturen auf. Zwei markante »Wärmeinseln« in den beiden größten Stadtteilen Bad Neuenahr und Ahrweiler heben sich mit über 13° C sehr klar vom kühleren Umland ab. Auch die kleineren Orte wie Bachern, Walporzheim und Heimersheim bilden Wärmegebiete, die sich entsprechend ihrer Größe durch eine spürbare Temperaturerhöhung vom nahen Freiland unterscheiden. Am Nord- und Südrand der Stadt erkennt man eine bandartige Zone niedriger Temperaturen zwischen den Wohngebieten und den wärmeren Hangzonen. In diesem »Kaltluftgraben« macht sich die Stauwirkung derdurchgehenden Häuserfront gegenüber den von den vorwiegend konvexen Talhängen (Weinberge und Wiesen) herabkommenden kühleren Luftmassen bemerkbar (Vergl. Fig. 4). Konkave Geländeformen wie z. B. die zahlreichen Taleinschnitte sind nachts kalt (Geiger 1961, S. 415). Diese Seitentäler sind auch die bevorzugten Abflußbahnen für die in den hoch gelegenen Freilandflächen entstehende Kaltluft. So schieben sich aus den Talungen mit größtem »Einzugsgebiet« mächtige Kaltluftströme über ihr »Mündungsgebiet« hinaus bis in die Hauptwohngebiete (Bachemer Tal, Karweiler Tal).

Auf der nordexponierten Südseite kommen Kaltgebiete (mit teilweiser Nebelbildung) häufiger vor. So liegt die kühlste Stelle des ganzen Untersuchungsgebietes überhaupt (6,3° C) bei Bachern in einer Mulde am Fuß eines unbewaldeten Nordhanges mit freier Abflußmöglichkeit für die dort entstehende Kaltluft. Hier wirkt allerdings auch die Nähe der Ahr, deren Wasserfläche über die erhöhte Luftfeuchte eine zusätzliche Abkühlung hervorruft. Innerhalb der geschlossenen Wohngebiete setzt sich jedoch auch in Flußnähe der Überwärmungseffekt der Stadt durch (z. B. in Bad Neuenahr). Im Bereich Johannesberg ist die negative Wirkung geschlossener hangparalleler Zeilenbebauung zu erkennen. Diese stellt sich hier der nächtlichen Frischluftzufuhr vom Hang als Hindernis entgegen, so daß auf der Bergseite der Häuser ein kleiner Kaltluftsee entsteht. Die Bebauung der Hanglagen sollte gerade bei Städten in Tal- und Kessellage in weiten Abständen mit großen nicht überbauten Flächen erfolgen, damit die geländebedingten Luftströmungen (Hang- und Talwinde) aufrecht erhalten bleiben.

Nachdem bisher das Gebiet erhöhter Stadttemperaturen in seiner flächenhaften Ausdehnung erörtert worden ist, sollen nunmehr einige Überlegungen zur dreidimensionalen Temperaturverteilung und der sich daraus ergebenden räumlichen Austauschvorgänge im Bereich des Ahrweiler Talkessels folgen.

Es fällt auf, daß die Höhenzüge über dem Talkessel genau so warm sind wie die dicht bebauten Gebiete im Stadtinnern (Fig. 1), also erheblich wärmer als die tiefer gelegenen Freilandbereiche. Dies bedeutet auf das Vorhandensein einer Temperaturinversion, die über dem wärmeren Stadtgebiet erst in einer gewissen Höhe vermutet werden kann.

Fig. 4 zeigt schematisch die mögliche vertikale Temperaturverteilung über einer Querschnittslinie (A - B in Fig. 1), die von den Höhenzügen südlich Ahrweiler durch das Hauptwohngebiet zum gegenüberliegenden Talhang führt. Danach ergibt sich für das Freiland das Bild einer stabilen Luftschichtung. Dabei liegt eine Kaltluftschicht dem Boden auf, der seinerseits durch Ausstrahlung mehr Wärme verliert als höhere Luftschichten. Das Profil zeigt sehr schön den »Wärmedom« über der Stadt. Hier ist eine durch Ausstrahlung entstandene Bodeninversion nicht zu erwarten, da der mit einer höheren Wärmekapazität ausgestattete Stein-Untergrund (am Vortage herrschte über 12 Stunden ungehinderte Insolation) die ganze Nacht Wärme abgibt. Auf Grund dieser Tatsache erscheint es gerechtfertigt, ein vom Umland abweichendes vertikales Temperaturprofil und deshalb auch andere Stabilitätsverhältnisse im Bereich der Stadt anzunehmen.

Das sich aus dieser Temperaturschichtung ergebende Schema des innerstädtischen Luftaustausches ist ebenfalls in der Profilzeichnung enthalten. Es veranschaulicht ein Luftzirkulationsschema, das auf einer aufsteigenden, kon-vektiven Bewegung erwärmter Luft über der Innenstadt beruht. Aus Kontinuitätsgründen muß Luft in Bodennähe aus dem kühleren Umland einströmen, im Flachland als Flurwind bekannt. Die Tallage begünstigt diesen lokalen Luftaustausch insofern, als auf die über die Hänge zufließende Luft noch die Schwerkraft beschleunigend einwirkt.

Die skizzierte Luftzirkulation mit einer konvekti-ven Aufwärtsbewegung über der Stadt und der absinkenden Komponente am Talrand ist nur denkbar, solange die Stadt quasi als Motor das wärmere Gebiet darstellt. Andernfalls würde sich der Talkessel durch Kaltluftzufluß von den Rändern in einen Kaltluftsee verwandeln.

Warum bildet sich ein Stadtmikroklima?

Die hier erörterte Temperaturverteilung ist das Ergebnis einer einzigen Messung. Bei zahlreichen anderen Meßgängen stellten sich die vorliegenden Isothermenstrukturen immer wieder ein, sofern die zur Ausbildung eines Stadteffektes notwendigen Bedingungen, Windstille und Wolkenlosigkeit, erfüllt waren. Insofern darf die vorliegende Temperaturverteilung als typisch gelten.

Auch zahlreiche andere Untersuchungen zum Stadt- und Geländeklima (Bjelanovic 1967, Jauregui 1973, Eriksen 1975, Gab 1976 u. a. m.) kommen zu dem Ergebnis, daß die in einer Strahlungsnacht beobachtete relative Temperaturverteilung in jeder Strahlungsnacht in fast gleicher Ausgeprägtheit wieder auftritt. Das heißt: Die einzelnen Stadtzonen und Geländepunkte verhalten sich bezüglich ihrer absoluten Temperaturabweichung von ihrer Umgebung immer »typisch«.

Schlußbemerkungen

Interdisziplinäre Arbeiten dieser Art sind vor allem dazu geeignet, weitergehende Einblicke in die Folgen menschlicher Eingriffe in den Naturhaushalt zu vermitteln.