Mittlere klimatische Verhältnisse im Münchner Raum

Die klimatischen Verhältnisse im Münchner Raum werden von atlantischen Luftmassen aus vorwiegend westlichen und südwestlichen Richtungen und von kontinentalen Luftmassen aus östlichen Richtungen sowie durch den westöstlich verlaufenden Querriegel der Alpen mit seiner Stau- und Föhnwirkung geprägt.

Wind und atmosphärische Schichtung ("Immissionsklima")

Die Verteilung bzw. Verdünnung und der Abtransport von Luftverunreinigungen sowie die Ausprägung eines eigenständigen Stadtklimas werden wesentlich von den meteorologischen Ausbreitungsbedingungen beeinflußt. Diese werden vor allem durch die Windverhältnisse (Horizontalaustausch) und die thermische Schichtung der Atmosphäre (Vertikalaustausch, Turbulenz) bestimmt. Obwohl unterschiedliche meteorologische Prozesse diese Ausbreitungsbedingungen beeinflussen, kann allgemein gesagt werden, daß ein intensiver horizontaler Austausch mit einem verhältnismäßig wirksamen Vertikalaustausch und ein reduzierter Vertikalaustausch mit geringen Windgeschwindigkeiten im bodennahen Bereich gekoppelt sind.

Für das Stadtklima und insbesondere für die Luftreinhaltung kommt daher den Wetterlagen mit niedrigen Windgeschwindigkeiten (windschwache oder austauscharme Wetterlagen) eine besondere Bedeutung zu, da hier die Verdünnung und Verteilung von emittierten Luftschadstoffen wesentlich geringer ist als bei höheren Windgeschwindigkeiten.

Die langjährigen mittleren Windverhältnisse gehen aus der folgenden Abbildung hervor, die auf den Messungen des Deutschen Wetterdienstes in München-Riem beruht.

Abbildung 1: Häufigkeitsverteilung der Windrichtungen
an der synoptischen Station München-Riem des Deutschen Wetterdienstes (nach SCHÄFER, 1982)

Die Abbildung zeigt, daß im langjährigen Mittel die schwachen Winde (1 bis 6 kn, 1 kn[Knoten] = 0,52 m/s) überwiegend aus südwestlichen, südlichen und östlichen bis nordöstlichen Richtungen kommen, Winde mit solch niedrigen Geschwindigkeiten treten in etwa 57% aller Stunden pro Jahr auf; in etwa 6% aller Stunden pro Jahr herrscht im Mittel Windstille. Diese Verteilung der schwachen Winde ist u.a. auch auf ein bei Hochdruckwetterlagen zu beobachtendes Windsystem in der Münchner Ebene zurückzuführen, bei dem tagsüber die Winde aus östlichen und nordöstlichen und nachts aus südlichen bis südwestlichen Richtungen kommen. Bei Nebel, der in der Münchner Ebene als grober Indikator für Inversionen angesehen werden kann, herrschen überwiegend schwache östliche Winde vor. Winde mit höheren Geschwindigkeiten, die meist sehr turbulent sind, kommen im Münchner Raum am häufigsten aus westlichen und südwestlichen Richtungen.

Bei der thermischen Schichtung der Atmosphäre, die durch die Art der Änderung der Lufttemperatur mit der Höhe gekennzeichnet ist, unterscheidet man grundsätzlich zwischen labiler bzw. indifferenter Schichtung (Abnahme der Lufttemperatur mit der Höhe; guter bis ausreichender Vertikalaustausch) sowie stabiler Schichtung (schlechter Vertikalaustausch). Inversionen, d.h. Spezialfälle von stabiler Schichtung, bei denen die Lufttemperatur mit zunehmender Höhe ansteigt oder gleichbleibt, wirken als Sperrschichten, die den vertikalen Austausch beeinträchtigen bzw. gänzlich unterbinden.

Bei Inversionen unterscheidet man zwischen Boden- und Höhen- (auch abgehobene) Inversionen. Bei der Bodeninversion nimmt die Lufttemperatur, vom Boden beginnend, mit der Höhe zu. Wichtigste Ursache dafür ist die nächtliche Ausstrahlung des Bodens und die damit verbundene Abkühlung der bodennahen Luftschichten. Bodeninversionen entstehen allgemein abends und nachts; bei beginnender Sonneneinstrahlung lösen sie sich tagsüber meist auf. Lediglich in den Herbst- und Wintermonaten können diese Inversionen, oft im Zusammenhang mit Bodennebel länger anhalten. Dabei wird durch bodennahe Wärmequellen (z.B. Baukörper) die Untergrenzung der Bodeninversion häufig abgehoben (abgehobene Inversion).

Bei der Höheninversion liegt die Inversionsschicht über einer gut durchmischten Bodenschicht. Wesentlichste Ursache für die Entstehung von Höheninversionen sind großräumige Absinkprozesse von Luftmassen in Hochdruckgebieten und, speziell im Winter, das Aufgleiten von wärmeren Luftmassen über eine bodennahe Kaltluftschicht.

Das anhaltende Auftreten von Inversionen vor allem im Herbst bzw. Winter kann, in Verbindung mit den bei diesen Wetterlagen allgemein schwachen Winden, aufgrund des mangelnden vertikalen und horizontalen Luftmassenaustausches zu kritischen Situationen bei der Schadstoffbelastung der bodennahen Atmosphäre führen.

Verschiedene Untersuchungen zeigen, daß die Inversionshäufigkeit im Münchner Raum relativ hoch ist. Nach einer Untersuchung von (HERB, H. 1964) treten nachts in München-Riem im Mittel in etwa 78% aller Tage pro Jahr in einer Schicht zwischen der Bodenoberfläche und 1000 m über Grund Inversionen auf. Diese lösen sich in den Sommermonaten meist am Vormittag wieder auf. Im Winter dagegen bleiben etwa 70% der nachts festgestellten Inversionen bis zum Mittag bestehen.

Auswertungen der vom Deutschen Wetterdienst in München- Oberschleißheim durchgeführten Radiosondenaufstiege ergeben (LANDESAMT FÜR UMWELTSCHUTZ 1988), daß im Jahrsmittel etwa 20% bis 27% aller in der Nacht festgestellten Inversionen bis 500 m über Grund auch noch am Mittag des folgenden Tages erhalten sind (1985: 26,8%, 1986: 23,8%, 1987: 20,4%). Diese Inversionen treten fast ausschließlich in den Herbst- und Wintermonaten auf.

Niederschlag, Nebel

Die mittlere Jahressumme des Niederschlags beträgt in München etwa 950 mm, wobei etwa zwei Drittel der Niederschlagsmenge in der Vegetationsperiode von Mai bis Oktober fallen.

Betrachtet man die räumliche Verteilung der mittleren jährlichen Niederschlagssummen, so läßt sich ein N-S-Gradient mit ca. 850 mm im Norden und ca. 1050 mm im Süden von München feststellen (BRÜNDL, W. 1980).

Stadtklima

Die vorstehend aufgeführten Klimadaten beschreiben in erster Linie das Großklima der Region München. Dieses erfährt durch die topographischen Bedingungen und durch Änderungen der Oberflächenbeschaffenheit vielfältige Modifikationen. Insbesondere im Bereich der bebauten Stadt führen die anthropogenen Veränderungen der natürlichen Umwelt zur Ausprägung räumlich und zeitlich differenzierter, eigenständiger Kleinklimate, die allgemein unter dem Begriff Stadtklima zusammengefaßt werden (Bayerisches Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen (Hrsg.) BRÜNDL W., MAYER H., BAUMGARTNER A. 1986). Für die Entstehung dieser Kleinklimate sind dabei von Bedeutung:

• der hohe Versiegelungsgrad und geringe Vegetationsanteil (direktes Abfließen des Niederschlagwassers, geringe Verdunstung, geringerer pflanzenverfügbarer Wasservorrat im Boden).
• die Bebauungsstruktur (erhöhte Oberflächenrauhigkeit, Baukörper als Strömungshindernis, Behinderung der Durchlüftung und des Luftaustausches mit dem Umland, Kanalisierung von Luftströmungen, Wirbelbildungen, Zug- und Böigkeitserscheinungen, Änderungen beim Strahlungsumsatz im bodennahen Bereich).
• die Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit der künstlichen Oberflächen (Aufheizung, geringe nächtliche Abkühlung, thermische Turbulenzen, städtisches Wärmearchipel, thermische Belastungen (Hitzestreß).
• die Emissionen von Luftbeimengungen und von Abwärme (lufthygienische Belastungen, Dunstglocke, reduzierte Einstrahlung und verringerte Ausstrahlung, "Treibhauseffekt").

Die Eigenschaften der differenzierten Kleinklimate in der Stadt führen, vor allem bei austauscharmen und windschwachen Hochdruckwetterlagen, zu vielfältigen Belastungen der Menschen in der Stadt, und zwar hauptsächlich in den stark verdichteten Innenstadtbereichen sowie Gewerbe- und Industriebezirken. Dazu zählen z.B. die Immissionsbelastung (Smogbildung), die thermische Belastung (Hitzestreß) im Sommer oder auch Zug- und Böigkeitserscheinungen im Bereich von Hochhäusern. Es ist dabei wesentlich, daß das Befinden der Menschen in der Stadt nicht nur von einzelnen Faktoren abhängt, sondern daß dieses vom komplexen Zusammenwirken der stadtklimatischen sowie weiterer Umweltfaktoren (z.B. Lärm) bestimmt wird.



Literatur:

BRÜNDL, W. (1980):
Das Klima in München
Diplomarbeit Universität München.

Bayerisches Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen (Hrsg.)
BRÜNDL, W., MAYER, H., BAUMGARTNER, A. (1986):
STADTKLIMA BAYERN - Abschlußbericht zum Teilprogramm "Klimamessungen München" Materialien, Nr. 43

HERB, H. (1964):
Statistische Untersuchungen über die Häufigkeit von Inversionen, Nebel und Hochnebel über München Int. Bericht Oberste Baubehörde München.

LANDESAMT FÜR UMWELTSCHUTZ (1988):
Lufthygienischer Jahresbericht, 1985, 1986, 1987. Schriftenreihe Bayerisches Landesamt für Umweltschutz, Hefte 70, 76, 88

SCHÄFER, P.J. (1982):
Das Klima ausgewählter Orte der Bundesrepublik Deutschland: München
Ber. Deutscher Wetterdienst



Zu Luft und Stadtklima