Münchner Stadtklima und Klimaanpassung

Durch Thermalbilder werden die Oberflächentemperaturen dargestellt. Gemeinsam mit der Lufttemperatur zeigt sich für München, dass die dicht bebauten Bereiche der Innenstadt, Innenstadt-Randbereiche und die Industrie- und Gewerbegebiete stark überwärmt sind.

Sie zeigen auch, dass die geschlossenen Waldgebiete im Süden, Südwesten und Südosten, der Bereich des Isartals, die Parks und Grünanlagen, sowie Acker- und Wiesenflächen westlich bis nordöstlich zur Kühlung beitragen.

Bei kleinräumigen Analysen der thermischen Verhältnisse sind die Art und Dichte der Bebauung in der Nähe von klimaausgleichenden Grünanlagen zu berücksichtigen. So wurde festgestellt, dass die positiven klimatischen Wirkungen von Grünanlagen je nach Art der Grünanlage und der angrenzenden Bebauung, nur eine geringe Reichweite in die bebauten Bereiche aufweisen.

Luftaustausch

Durch die Bebauung in München wird der Luftaustausch beeinflusst. Vor allem der bodennahe Luftaustausch wird weniger.

In der Nähe von Gebäuden oder in Straßenschluchten kommt es aufgrund von Wirbelbildungen sowohl zur Erhöhung (Zugerscheinungen) als auch Abschwächung des Luftaustausches.

Die Intensität des Luftaustausches ist abhängig vom Wetter sowie von der Art der Gebäude. Bei Wetterlagen mit starker Luftbewegung gibt es einen ausreichenden horizontalen und vertikalen Luftaustausch.

Problematischer sind windschwache Wetterlagen, bei denen häufig der vertikale Luftaustausch reduziert ist.

Diese austauscharmen Wetterlagen entstehen, wenn eine kalte Luftschicht das Aufsteigen von wärmeren darunter liegenden Luftmassen verhindert. Durch diesen eingeschränkten Luftaustausch, kommt es zu erhöhten Immissionen oder zu zusätzlicher thermischer Belastung im Sommer.

Aufgrund der dadurch verursachten gesundheitlichen Belastungen gehört der Luftaustausch, sowie dessen Verbesserung bei austauscharmen Wetterlagen zu den Schwerpunkten bei stadtklimatischen Untersuchungen.

Windrichtung und Windgeschwindigkeit

Eine Untersuchung von Windrichtung und Windgeschwindigkeit zeigt für München, hauptsächlich Winde aus west-südwestlichen Richtungen.

Analysiert man diese Windrichtungsverteilung auf unterschiedliche Windgeschwindigkeiten, zeigt sich, dass Winde mit hohen Geschwindigkeiten am häufigsten aus westlichen Richtungen kommen. Winde mit niedrigen Geschwindigkeiten (bis drei Meter pro Sekunde) kommen überwiegend aus südwestlichen, südlichen und östlichen Richtungen.

Diese Verteilung der Windrichtungen ist unter anderem auf ein bei Hochdruckwetterlagen zu beobachtendes Windsystem zurückzuführen.

Tagsüber kommen die Winde überwiegend aus östlichen und nachts aus südlichen bis südwestlichen Richtungen.

Klimastatistiken zeigen es deutlich: Die durchschnittliche jährliche Lufttemperatur ist in den vergangenen 125 Jahre angestiegen. Auch in München lässt sich dieser Trend beobachten. Die globale Erwärmung wird sich auch weiterhin fortsetzen und unter Umständen sogar beschleunigen.

Doch was bedeutet das für München? Wie wird das Stadtklima der Zukunft aussehen und wie wird es durch das "Alpine Pumpen", ein regional auftretendes Windsystem zwischen den Alpen und dem Alpenvorland, beeinflusst?

Dafür hat der Deutsche Wetterdienst lokale Daten für München gesammelt, ausgewertet und in ein Modell für das zukünftige Klima einfließen lassen.

Dabei zeigt sich, dass die Wärmebelastung in der Stadt seit Beginn der Beobachtungen 1955 zugenommen hat. Es wird angenommen, dass sich diese Erwärmung in Zukunft weiter fortsetzen wird. Damit ist bis zur Mitte des Jahrhunderts eine deutlich höhere Wärmebelastung im Stadtgebiet zu erwarten.

Die Ergebnisse des Deutschen Wetterdienstes zeigen, dass das "Alpine Pumpen" insbesondere an strahlungsintensiven, windschwachen Tagen, an denen die Wärmebelastung besonders hoch ist, eine positive, abkühlende Wirkung hat.

Im Laufe der Jahre hat die Anzahl der Sommertage (Tage mit Lufttemperaturen von mindestens 25 Grad Celsius) pro Jahr im Durchschnitt zugenommen, dabei liegen die Jahre mit der höchsten Anzahl von Sommertagen alle im 21. Jahrhundert.

Prognosen für die Entwicklung der Anzahl von Sommertagen in München zeigen: Es ist wichtig, die Funktionsfähigkeit der Luftaustauschbahnen zu erhalten. Dies ist vor allem im Hinblick auf das aktuelle starke städtische Wachstum und die steigende Wärmebelastung in der Stadt sehr relevant.

Insbesondere große und zusammenhängende Grünflächen dienen als Luftaustauschbahnen. Diese funktionsfähigen Austauschbahnen sind notwendig, um auch zukünftig möglichst günstige bioklimatische Bedingungen und eine hohe Lebensqualität für München gewährleisten zu können. Auch unterstreichen die Ergebnisse die Bedeutung von innerstädtischen Grünflächen, die kühler sind und auch unter veränderten Temperaturen kühler sein werden als dicht bebaute Bereiche.

Die Karten liefern hochwertiges Abwägungsmaterial für die vorbereitende und verbindliche Bauleitplanung.

Darüber hinaus bildet die Stadtklimaanalyse eine wichtige Grundlage für den integrierten Quartiersansatz und wird für weitere Planungsprozesse herangezogen. Sie ist gleichzeitig Basis für die in Planungsprozessen erforderlichen kleinräumigen Klimamodellierungen. Die Stadtklimaanalyse dient zudem als Grundlage für das Handlungsfeld „Klimaanpassung“ des Stadtentwicklungsplans STEP.

Die Planungshinweiskarte ist das zentrale Produkt für die Planung. Zur Konkretisierung der Planungshinweiskarte werden 21 mögliche klimaökologisch wirksame Einzelmaßnahmen zur Verbesserung des Stadtklimas aufgeführt und in einem Katalog als Übersicht gelistet (Kapitel 7.6 im Fachbericht).

Die Ergebnisse dieser Stadtklimaanalyse basieren auf computerbasierten Simulationen, die das Klima in München nachbilden. Für die Berechnungen wurde ein bewährtes Atmosphärenmodell namens FITNAH-3D verwendet. Dabei wurde ein typischer Tag vom Abend um 21 Uhr bis zum nächsten Nachmittag um 14 Uhr simuliert, genau zum Zeitpunkt des Sonnenhöchststands am 21. Juni.

Die Ausgangslage: Das Wetter während dieser Simulation ist klar und wolkenlos, mit einem leichten, lokalen Wind. Dadurch werden die typischen klimatischen Bedingungen in München besonders gut sichtbar. Die wichtigsten Ergebnisse, die das Modell liefert, sind unter anderem die Windgeschwindigkeit, die Lufttemperatur, die Produktion von Kaltluft, der Luftstrom der Kaltluft sowie die sogenannte „Physiologisch Äquivalente Temperatur“ (PET), die angibt, wie warm oder kalt sich die Umgebung für den Menschen anfühlt.

Damit das Modell realistische Ergebnisse liefert, benötigt es genaue Daten über die Stadt und ihre Umgebung, zum Beispiel die Art der Bebauung und die Landnutzung. Diese Daten stammen vom Geodatenservice der Landeshauptstadt München.

Sämtlichen Modellrechnungen liegt ein Sommertag mit einer sogenannten autochthonen Wetterlage zugrunde. Eine autochthone Wetterlage zeichnet sich durch Hochdruckeinfluss mit geringen Windgeschwindigkeiten und wenig bis keine Bewölkung aus. Während autochthoner Wetterlagen tritt in München in der Regel das sogenannte Alpine Pumpen auf, wie Untersuchungen des Deutschen Wetterdienstes im Rahmen einer Kooperation mit der Landeshauptstadt München gezeigt haben.

Das Alpine Pumpen ist ein thermisches Windsystem, das sich zwischen den Alpen und dem Alpenvorland ausbildet. Es kann als „natürliche Klimaanlage Münchens“ bezeichnet werden: Am Tag heizt die Sonne Berge und Täler aufgrund der großen Oberfläche stärker auf, warme Luft steigt nach oben. Dadurch strömt Luft vom Alpenvorland nach. In der Nacht kühlen die Berge ohne Sonne schnell wieder ab. Kalte Luft ist schwer und fließt wie Wasser die Berghänge hinab und zurück ins Alpenvorland. Dieses System bringt im Sommer frische und kühlere Luft in Städte, die vor den Alpen liegen – und damit auch nach München. Weitere Informationen zum Alpinen Pumpen finden sich im Bericht des Deutschen Wetterdienstes „Stadtklimatische Untersuchungen der sommerlichen Temperaturverhältnisse und des Tagesgangs des Regionalwindes („Alpines Pumpen“) in München“.

Typischerweise führt ein autochthoner Sommertag aufgrund der hohen Sonneneinstrahlung und des schwachen Windes zu Situationen, die im Jahresverlauf die höchsten Temperaturbelastungen mit sich bringen. Auch wenn es sich dabei um eine besondere meteorologische Situation handelt, tritt eine solche Wetterlage in München jeden Sommer mehrfach auf (gut 30 Prozent der Tage im Sommer).

Neben dem aktuellen Stadtklima wurde mittels der Modellrechnungen das mögliche zukünftige Münchner Stadtklima in vier weiteren Szenarien simuliert: zwei für das Jahr 2024 mit Änderungen an der Landnutzung (z.B. 30 Prozent Baumkronenüberschirmung in allen öffentlichen Straßen und Plätzen) und zwei für das Jahr 2055 für das langjährige Mittel 2040 bis 2070. Aufgrund des Klimawandels werden die Böden im Sommer trockener. Deshalb wurde für das Szenario 2 – Starker Klimawandel zusätzlich die Bodenfeuchte halbiert. Die Bodenfeuchte ist entscheidend für die Wasserversorgung der Pflanzen und somit für die Verdunstungskälte.

Status quo (Referenz / Bestand):

• Gegenwärtige Siedlungsstruktur in München (Stand 2024)

• Lufttemperatur zum Start der Modellierung: 22,08 Grad Celsius

• Bodenfeuchte zum Start der Modellierung: 60 Prozent

Szenario 1 - Mäßiger Klimawandel 2055 (2040 bis 2070):

• Gegenwärtige Siedlungsstruktur in München (Stand 2024)

• Lufttemperatur zum Start der Modellierung: 23,44 Grad Celsius (entspricht plus 1,36 Grad Celsius gegenüber Status quo)

• Bodenfeuchte zum Start der Modellierung: 60 Prozent

Szenario 2 - Starker Klimawandel 2055 (2040 bis 2070):

• Gegenwärtige Siedlungsstruktur in München (Stand 2024)

• Lufttemperatur zum Start der Modellierung: 24,99 Grad Celsius (entspricht plus 2,91 Grad Celsius gegenüber Status quo)

• Bodenfeuchte zum Start der Modellierung: 30 Prozent

Szenario 3 - Baustein „Grüne Stadt“:

• Gegenwärtige Siedlungsstruktur in München (Stand 2024)

• Ca. 3.500 Baumstandorte im Verkehrsraum und öffentlichen Grünanlagen, welche von den Bezirksausschüssen gemeldet wurden

• Straßenraum und Plätze wurde mit mind. 30 Prozent Kronenüberschirmung versehen

• Max-Joseph-Platz, Sendlinger Tor Platz und Augustenstraße wurden in ihrer Nutzung anhand der vom Stadtrat beschlossenen Pläne umgestaltet und begrünt

• Lufttemperatur zum Start der Modellierung: 22,08 Grad Celsius

• Bodenfeuchte zum Start der Modellierung: 60 Prozent

Szenario 4 - Baustein „Wachsende Stadt“:

• Gegenwärtige Siedlungsstruktur in München (Stand 2024)

• Zusätzliche B-Pläne (gesatzt seit 2014, aber bis August 2023 noch nicht baulich umgesetzt) inkl. Verkehrs- und Infrastrukturprojekte und Lärmschutzwände (LSW) wurden eingearbeitet (ca. 30 Projekte)

• Lufttemperatur zum Start der Modellierung: 22,08 Grad Celsius

• Bodenfeuchte zum Start der Modellierung: 60 Prozent

Analysiert wurden die Lufttemperatur, das Strömungsfeld und die Mächtigkeit der Kaltluftluft (Nachtsituation um 4 Uhr) und die Physiologisch Äquivalente Temperatur (PET), also die empfundene Temperatur, um 14 Uhr, jeweils für den Status quo und die vier Szenarien.

Zusätzlich wird die Klimaanalysekarte als „Synthesekarte“, die das nächtliche Strömungsgeschehen und die thermischen Bedingungen erläutert und dargestellt. Darin werden die nächtlichen Lufttemperaturen in den bebauten Siedlungsbereichen mit dem Strömungsfeld überlagert und die Mächtigkeit der Kaltluftströmung über den Grün- und Freiflächen dargestellt.

In den Bewertungskarten der Nachtsituation im Status quo sowie für den mäßigen und starken Klimawandel werden neben der thermischen Situation in den in bebauten und überwärmten Bereichen auch die klimaökologische Bedeutung der Ausgleichsräume (Grün- und Freiflächen) dargestellt. Für die Bewertung von Grünflächen in der Nacht rückt der Kaltlufthaushalt in den Fokus. Kaltluftleitbahnen und Park- und Flurwinde sind sehr wichtig zur Kühlung von angrenzenden Wohngebieten.

Die Bewertungskarten der Tagsituation für München im Status quo sowie für den mäßigen und starken Klimawandel bewerten die bebauten und überwärmten Bereiche hinsichtlich ihrer thermischen Situation. Auch die Ausgleichsräume werden hinsichtlich ihrer Aufenthaltsqualität und humanbioklimatische Bedeutung (Einfluss der Umgebung wie Lufttemperatur, Sonnenstrahlung auf das Wohlbefinden und die Gesundheit des Menschen) beurteilt. Tagsüber ist Schatten der entscheidende Faktor, da die Physiologisch Äquivalente Temperatur (PET) und damit das Wohlbefinden der Bevölkerung hauptsächlich durch ihn beeinflusst wird.

Die Planungshinweiskarte Stadtklima fasst die Ergebnisse der sechs Bewertungskarten zusammen.

Die Karte macht auf den ersten Blick ersichtlich, welche Flächen ein sehr hohes Handlungserfordernis haben (beispielsweise welche Flächen erhalten bleiben müssen), und wo in München Maßnahmen zur Klimaanpassung vorrangig umgesetzt werden müssen.

Der Fachbericht gibt einen detaillierten Überblick zu den fachlichen Grundlagen, zum Stadtklima (-wandel) in München sowie zur Ausarbeitung und Interpretation der Stadtklimaanalyse.

Zudem werden 21 mögliche klimaökologisch wirksame Einzelmaßnahmen zur Verbesserung des Stadtklimas in einem Katalog als Übersicht gelistet.

Der Stadtrat hat 2016 hat das erste Maßnahmenkonzept zur Anpassung an den Klimawandel in der Landeshauptstadt München beschlossen.

Insgesamt wurden 26 Maßnahmen durch die Vollversammlung des Stadtrats beschlossen und umgesetzt.

• Das Konzept steht unter "Anpassungskonzept 2016, Monitoringbericht 2021 und Fortschreibung 2022" zur Verfügung.

Die Umsetzung der Maßnahmen ist erfolgreich verlaufen und wurde im Rahmen des Monitoringberichts 2021 bewertet und veröffentlicht.

• Der Monitoringbericht steht unter "Anpassungskonzept 2016, Monitoringbericht 2021 und Fortschreibung 2022" zur Verfügung.

Auf Grundlage der Erkenntnisse des Monitorings und aktueller wissenschaftlicher Daten wurde das Konzept weiterentwickelt. Diese erste Fortschreibung des Münchner Klimaanpassungskonzepts enthält 30 Maßnahmen, die seit 2023 umgesetzt werden.

• Die Fortschreibung des Anpassungskonzepts ist unter "Anpassungskonzept 2016, Monitoringbericht 2021 und Fortschreibung 2022" verlinkt.

Die Ziele des Klimaanpassungskonzepts wurden im Rahmen der Fortschreibung weiterentwickelt. Es wurden zehn Ziele für die Klimaanpassung in München beschlossen:

• Sicherung und Verbesserung der übergeordneten klimatischen Ausgleichsfunktion
• Sicherung und Entwicklung von klimawirksamen Freiflächen
• Sicherung und Schaffung einer guten Aufenthaltsqualität vor allem im öffentlichen Raum auf der Quartiers- und Objektebene
• Berücksichtigung von veränderten klimatischen Rahmenbedingungen, insbesondere Extremereignisse in räumlichen Planungen
• Förderung von klimaresilienter Entwicklung durch grün-blaue Infrastruktur in Bestandsgebieten
• Kontinuierlicher Ausbau und Aktualisierung der klimatischen Datengrundlage
• Ausbau und Verstetigung der referatsübergreifenden Informations- und Kooperationsplattform
• Bewusstseinsschärfung und Wissensaufbau für das Thema Klimaanpassung
• Integration von Klimaanpassung in betroffenen Lebens- und Arbeitsbereichen
• Verminderung gesundheitlicher Belastungen durch den Klimawandel und Förderung des Wohlbefindens insbesondere für vulnerable Gruppen

Durch den Klimawandel sind folgende Veränderungen in und um München zu erwarten:

• Anstieg der Durchschnittstemperatur
• Zunahme der Häufigkeit und Intensität von Hitze
• Veränderung des jährlichen Niederschlagsmusters
• die Zunahme von Intensität und Häufigkeit von lokalen Starkregenereignissen.