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Erneuerbare Wärme

Umweltwärme und Wärmepumpen Abwärme Solarthermie Photovoltaisch-Thermische (PVT) Module Oberflächennahe Geothermie Eisspeicher Biomasse Biogas / Bio-Methan Die neuen Generationen von Wärmenetzen ermöglichen es, Wärme aus der Umgebung für die Versorgung von Gebäuden nutzbar zu machen, die für konventionelle Wärmenetze der älteren Generationen nicht erschlossen werden konnte. Schlüsseltechnologie, um diese Wärmequellen zu nutzen, ist die Wärmepumpe. Das grundlegende Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ähnelt einem Kühlschrank, nur, dass der thermodynamische Kreisprozess in die umgekehrte Richtung läuft. Während im Kühlschrank die Wärme aus dem Inneren abgeführt und an die Umgebung übertragen wird, entzieht die Wärmepumpe einer Wärmequelle Energie und hebt diese, angetrieben meist durch Elektrizität, auf ein höheres Temperaturniveau, sodass sie zum Heizen genutzt werden kann. Die Wärmepumpe besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert und einen thermodynamischen Kreisprozess durchläuft. Die wesentlichen Komponenten einer Wärmepumpe sind Verdampfer, Verdichter, Kondensator und Drosselventil. Der Verdampfer ist ein Wärmeübertrager, in dem die Wärme der externen Wärmequelle an das Kältemittel in der Wärmepumpe übergeht, wodurch dieses verdampft. Durch den Verdichter wird der Druck des nun gasförmigen Kältemittels erhöht. Dadurch kommt es auch zu einer Erhöhung der Temperatur des Kältemittels. Diese muss oberhalb der zu erreichenden Heiztemperatur liegen, damit es im Kondensator, einem weiteren Wärmeübertrager, zur Abgabe der Wärme an das Heizwasser kommt. Durch die Wärmeabgabe kondensiert das Kältemittel im Kondensator und liegt wieder flüssig vor. Der Kondensator wird daher auch oft als Verflüssiger bezeichnet. Das Drosselventil reduziert den Druck des Kältemittels, wodurch die Temperatur weiter abfällt und der Kreisprozess mit Wiedereintritt in den Verdampfer von vorn beginnen kann. Zu den möglichen Wärmequellen zählen unter anderem Außenluft, Oberflächengewässer und Grundwasser sowie die oberen Schichten des Erdreichs (oberflächennahe Geothermie). Entsprechend kommen folgende Wärmepumpen-Typen zum Einsatz: Luft-Wasser-WP; Außenluft oder Abluft einer technischen Anlage Sole-Wasser-WP; Erdkollektoren und -sonden, PVT, Eisspeicher, etc Wasser-Wasser-WP; Grundwasser, Flusswasser, Abwasser, Kühlwasser Weiterführende Informationen Umweltbundesamt Bundesverband Wärmepumpe zur grundlegenden Funktionsweise von Wärmepumpen Bundesverband Wärmepumpe zur Rolle von Wärmepumpen in Nah- und Fernwärmenetzen Abwärme ist Wärme, die als Nebenprodukt in einem Prozess entsteht, dessen Hauptziel die Erzeugung eines Produktes, die Erbringung einer Dienstleistung oder eine Energieumwandlung ist, und ungenutzt an die Umwelt abgeführt werden müsste . Kann die Abwärme nicht durch eine Optimierung der Prozesse, bei denen sie entsteht, vermieden werden, wird sie als unvermeidbare Abwärme bezeichnet. Aus Effizienzgründen sollte eine hierarchisierte Verwendung mit Abwärme angestrebt werden: 1. Verfahrensoptimierung/ Vermeidung, 2. prozess- bzw. anlageninterne Nutzung, 3. betriebsinterne Nutzung, 4. außerbetriebliche Nutzung. Je nach Temperaturniveau der Abwärme lässt sie sich für unterschiedliche Zwecke nutzen. Abwärme kann bei ausreichend hohen Temperaturen direkt in Fern- und Nahwärmenetze eingespeist werden oder über Wärmepumpen auf das benötigte Temperaturniveau angehoben werden. Bei niedrigen Temperaturen ist die Nutzung in LowEx- oder teilweise auch kalten Nahwärmenetzen möglich. Unvermeidbare und damit extern nutzbare Abwärme fällt typischerweise in Industrieprozessen an. Aber auch die Abwärme von Kälteanlagen, die beispielsweise zur Kühlung von Rechenzentren oder großer Büro- und anderer Nichtwohngebäude genutzt werden, lässt sich sinnvoll in Wärmenetzen nutzen. Abwasserwärme ist eine weitere übliche Abwärmequelle in urbanen Gebieten, die ganzjährig eine Temperatur zwischen etwa 12 °C und 20 °C aufweist. Sie eignet sich daher besonders für die Nutzung als Wärmequelle für Wärmepumpen oder in kalten Netzen. Eine Herausforderung bei der Nutzung von unvermeidbarer Abwärme können Schwankungen im Wärmeangebot sein. So fällt Abwärme von Kälteanlagen zur Büroklimatisierung hauptsächlich im Sommer an und auch Abwärme aus Industrieprozessen kann z.B. bedingt durch Produktionszyklen volatil sein. Hier ist in der Detailplanung des Nahwärmenetzes darauf zu achten, dass ein unregelmäßiges Abwärmeangebot durch entsprechende Speicher oder andere, regenerative Quellen ausgeglichen werden kann. Weiterführende Informationen Informationen rund um Abwasserwärme der Berliner Wasserbetriebe Analyse zum Abwärmepotenzial der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt Die Einstrahlung der Sonne kann zur direkten Erwärmung eines Wärmeträgermediums genutzt werden. Diese Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie über Kollektoren wird Solarthermie genannt. Dabei kommen hauptsächlich Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren zum Einsatz. Bei Flachkollektoren sind Kupferrohre in eine verglaste Absorberebene eingelassen. Vakuumröhrenkollektoren zeichnen sich durch einzelne, parallele und vakuumierte Glasröhren aus, in denen das Heizrohr mit Absorber verläuft. In den Kollektoren strömt in der Regel ein Wasser-Glykol-Gemisch, auch Sole, Solarflüssigkeit oder Wärmeträgerflüssigkeit genannt. Das beigemischte Glykol dient als Frostschutz, um bei geringer Einstrahlung und Außentemperatur ein Einfrieren im Winter zu verhindern. Mit Vakuumröhrenkollektoren können höhere Temperaturen und damit höhere Erträge pro Kollektorfläche erzielt werden. Besondere Bauformen besitzen auch Parabolspiegel, die das Sonnenlicht stärker auf die Absorber konzentrieren. Auch Systeme, die Wasser statt Sole führen, werden eingesetzt. Der Vorteil besteht in der höheren Wärmekapazität von Wasser gegenüber Sole, wodurch höhere Erträge und Temperaturen erzielt werden können. In wasserführenden Systemen findet im Winter bei fehlender Einstrahlung in regelmäßigen Abständen eine Zwangsumwälzung des Wassers statt, wodurch ein Einfrieren des Wärmeträgermediums in den Rohren vermieden wird. Mit einem Jahresertrag pro benötigte Grundfläche von 150 kWhth/(m²*a), ist die durchschnittliche Flächeneffizienz von ST-Anlagen beispielsweise um den Faktor 30 höher als die von Biomasseheizwerken bei der Verwendung von Holz aus Kurzumtriebsplantagen. In den letzten Jahren werden Solarthermie-Projekte zur Einspeisung in großstädtische Wärmenetze verstärkt umgesetzt. Bei der Einbindung von Solarthermischen Anlagen in Wärmenetze bietet sich sowohl die zentrale als auch die dezentrale Variante an. Zentrale Systeme speisen am Standort des Hauptwärmeerzeugers oft in einen vorhandenen Wärmespeicher ein. Dazu wird die Wärme von der Anlage über ein separates Rohrsystem zu der Heizzentrale geführt. Zu beachten: Im Sommer kann eine solarthermische Anlage die Deckung der gesamten Wärmelast übernehmen und je nach Auslegung auch einen Wärmespeicher füllen. Im Winter wird in der Regel ein weiterer Wärmeerzeuger eingesetzt, da Leistung und Wärmemenge aus der Solaranlage oft nicht ausreichen. Die Solarthermie kann in Wärmenetzen in Konkurrenz zu Grundlastquellen oder -Erzeugern stehen, z.B. Abwärme, Biomasse oder Blockheizkraftwerk (BHKW) und so den Bedarf an nötigem Wärmespeichervolumen erhöhen Eine Nutzung als Wärmequelle in kalten Netzen gestaltet sich schwierig, da die Sommertemperaturen zu hoch sind Weiterführende Informationen Solarthermie Wärmenetze PVT-Kollektoren sind ein Spezialfall der Sonnenenergienutzung. Sie kombinieren Photovoltaikzellen und solarthermische Kollektoren, um so Wärme und Strom in einem Modul zu erzeugen. Die verfügbare Dachfläche wird so optimal ausgenutzt. Die Kollektoren bestehen aus einem PV-Modul und einem rückseitig montiertem Wärmeübertrager. Dadurch, dass zeitgleich zur Stromerzeugung Wärme abgeführt wird, entsteht ein Kühleffekt, der zu einem höheren Stromertrag führt, da die Effizienz von PV-Modulen temperaturabhängig ist. PVT-Module gibt es in mehreren Varianten, die sich vor allem durch das Temperaturniveau der erzeugten Wärme unterscheiden. Für die Erzeugung hoher Temperaturen wird der Wärmeübertrager vollständig mit Wärmedämmung eingehaust. Dadurch geht jedoch der stromertragssteigernde Kühleffekt an den PV-Zellen verloren, sodass diese Module vor allem zur Erzeugung von Prozesswärme eingesetzt werden. Als Wärmequelle für Wärmepumpen in Nahwärmenetzen eignen sich daher vor allem ungedämmte sogenannte unabgedeckte PVT-Kollektoren, bei denen die Rohre des Wärmeübertragers mit zusätzlichen Leitblechen für einen Wärmeübergang aus der Luft optimiert sind. Diese liefern ganzjährig Energie, die beispielsweise direkt in ein kaltes Nahwärmenetz eingespeist werden kann. Weiterführende Informationen Informationen zu PVT-Modulen und Wärmepumpen im Rahmen des Forschungsprojektes integraTE Verwendung von PVT-Modulen im degewo Zukunftshaus In den oberen Erdschichten folgt die Bodentemperatur der Außenlufttemperatur. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur an und ist ab ca. 15 m unter Gelände Oberkante nahezu konstant. Die Wärme aus dem Erdreich kann über verschiedene horizontale und vertikale Erdwärmeübertrager oder auch Grundwasserbrunnen gewonnen und als Wärmequelle für Wärmepumpen genutzt werden. Horizontale Erdwärmeübertrager werden Erdkollektoren genannt. Es handelt sich hierbei um Rohrregister, üblicherweise aus Kunststoff, die horizontal oder schräg, spiral-, schrauben- oder schneckenförmig in den oberen fünf Metern des Untergrundes verlegt werden. Bei der häufigsten Nutzung der Erdwärme werden Erdsonden – meist Doppel-U-Rohrleitungen in vertikalen Tiefenbohrungen bis 100 m verwendet. Ab Tiefen über 100 m gilt Bergbaurecht, womit komplexere Genehmigungsverfahren verbunden sind, die eine Nutzung in kleinen, dezentralen Netzen in der Regel ausschließen. Perspektivisch wird durch das 4. Bürokratieentlastungsgesetz voraussichtlich die oberflächennahe Geothermie bis 400 m nicht mehr unter das Bergrecht fallen. Es können mehrere Sonden zu einer Anlage vereint werden. Hierbei ist durch einen ausreichenden Abstand der Sonden untereinander eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen. Auch zu benachbarten Grundstücken muss ein entsprechender Abstand gewahrt bleiben. In Erdwärmeübertragern wird ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, verwendet, da die Temperatur der Sole auch unter 0 °C fallen kann. Aufgrund des Einsatz Wassergefährdender Stoffe und weil der Eingriff in den Wärmehaushalt nach geltendem Recht eine Gewässernutzung darstellt, ist für Erdwärmesonden im Allgemeinen und Erdwärmekollektoren, die weniger als 1 m über dem höchsten Grundwasserstand verlegt werden, in Berlin eine wasserbehördliche Erlaubnis erforderlich. Als Alternative zu Erdsondenanlagen kommen bei größeren Anlagen auch Grundwasserbrunnen in Frage, bei denen über zwei Bohrungen die im Grundwasser enthaltene Wärme genutzt wird. Dabei dient eine Bohrung der Entnahme und eine weitere der Rückspeisung des entnommenen Wassers. Die Eignung des örtlichen Grundwasserleiters für eine Wärmeanwendung muss im konkreten Einzelfall geprüft werden. Für eng bebaute Gebiete eignet sich auch ein Koaxialsystem in Form eines Grundwasserzirkulationsbrunnens, welcher aus nur einer Bohrung besteht. Weiterführende Informationen Informationen und Anforderungen zur Erdwärmenutzung in Berlin Energieatlas mit geothermischen Potenzialen Informationen zur oberflächennahen Geothermie Beim Phasenübergang von flüssig zu fest gibt Wasser bei konstantem Temperaturniveau Energie in Form von Wärme ab. Diese Wärme, die allein bei der Aggregatzustandsänderung transportiert wird, wird als latente Wärme bezeichnet. Bezogen auf die Masse von 1 kg handelt es sich um die Erstarrungsenthalpie eines Stoffes, die bei Wasser in etwa der Energiemenge entspricht, die auch benötigt wird, um dasselbe 1 kg Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erwärmen. Zu- oder abgeführte Wärme, die eine Temperaturveränderung bewirkt, wird als sensible Wärme bezeichnet. In Eisspeichern wird eine Wassermenge, z.B. in einer unterirdischen Betonzisterne durch Wärmeentzug vereist. Dazu strömt ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, mit geringerer Temperatur als dem Gefrierpunkt von Wasser durch Rohrspiralen im Speicher. Durch den Temperaturgradienten kommt es zum Wärmetransport zwischen dem erstarrenden Wasser in der Betonzisterne und der Sole in den Rohrspiralen. Die latente Wärme aus dem Phasenübergang des Wassers wird an die Sole übertragen, welche sich dadurch erwärmt. Die erwärmte Sole dient wiederum einer Wärmepumpe als Wärmequelle. Am Verdampfer der Wärmepumpe gibt die Sole die Wärme wieder ab und kann anschließend erneut Wärme aus dem Eisspeicher aufnehmen. Durch Kombination mit Solarkollektoren kann die Effizienz der Anlage erhöht werden, wenn die damit gewonnene thermische Energie zur Regeneration des Eisspeichers genutzt wird. Weiterführende Informationen Informationen zu Eisspeichern Funktion und Kosten von Eisspeichern im Überblick Bei der Wärmebereitstellung durch Biomasse kommen in der Regel Anlagen zum Einsatz, in denen holzartige Biomasse verfeuert wird. Hierfür gibt es verschiedene Brennstoffe, die sich in Qualität und Kosten z.T. deutlich unterscheiden. Holzpellets sind kleine hochstandardisierte Presslinge mit einer Länge von 2-5 cm, die in unter anderem aus Resten der Holzverarbeitung gepresst werden. Ihr Einsatz in Pelletkessel ist hoch automatisiert und damit nur wenig störanfällig. Dennoch sind jährlich kleinere Arbeiten durch z.B. Ascheaustragung o.ä. erforderlich. Zudem ist eine entsprechende Lagerhaltung in einem sogenannten Bunker inkl. Fördersystem erforderlich. Der Einsatz von Holzhackschnitzeln ist etwas arbeitsaufwändiger, da sowohl Brennstoff als auch das Gesamtsystem zur Wärmeversorgung weniger automatisierbar ist. Die Beschaffung des etwa bis zu 10 cm großen, mechanisch zerkleinerten Holzpartikel ist deutlich günstiger und sie können zudem auch in außenliegenden, überdachten Lagerbereichen oder Wirtschaftsgebäuden gelagert werden. Jedoch bestehen größere Anforderungen an die Einbringtechnik und den Betrieb einer Feuerungsanlage. Durch den gröberen Brennstoff, unterschiedliche Brennstoffqualitäten und Ascheaustrag, kann es gegenüber einem Pelletkessel zu häufigerem Arbeitsaufwand kommen, sodass regelmäßige Präsenzzeiten zur Betreuung erforderlich sind. Des Weiteren kann zur Verteilung des Brennstoffes auch schweres Arbeitsgerät vor Ort erforderlich werden. Neben einer reinen Verbrennung der Holzbrennstoffe kann in einem Vergaser auch Holzgas aus der Biomasse gewonnen werden, um diese anschließend in einem speziellen BHKW in Wärme und Strom umzuwandeln. Holz als Brennstoff ist ein vergleichsweise günstiger und preisstabiler Brennstoff, der jedoch einen gewissen Arbeitsaufwand mit sich bringt. Hierbei sind auch die gegenüber der Verbrennung von gasförmigen Energieträgern erhöhten Staubanteile im Abgas zu beachten, welche im urbanen Bereich stärkere Anforderungen an die Abgasreinigung und Ascheentsorgung mit sich bringen. Auch ist bei der Verwendung von nicht lokal verfügbarer Biomasse ein umfangreicher Logistikaufwand zu betreiben, was zu mehr Verkehr auf den Straßen und einer zusätzlichen Belastung durch Emissionen führt. Ebenso ist bei der Abwägung, ob die Wärme für ein Nahwärmenetz mit Holz erzeugt werden soll, zu berücksichtigen, dass Holz nur bedingt als „klimaneutral“ bezeichnet werden kann. Die Verbrennung setzt neben Feinstaub auch Treibhausgase wie CO 2 und Methan frei. Die Annahme, dass die Wärmeerzeugung mit Holz klimaneutral ist, setzt eine nachhaltige Waldbewirtschaftung voraus, bei der mindestens genauso viel Kohlenstoff durch das Wachstum neuer Bäume gebunden wird, wie durch die Verbrennung von Holz freigesetzt wird. Wird Holz aus nicht nachhaltiger Waldbewirtschaftung (beispielsweise der Abholzung von Urwäldern) für die Wärmeerzeugung verwendet, dann fällt die Bilanz der Umweltauswirkungen negativ aus. Eine stärkere Reduktion von Treibhausgasen kann zudem erreicht werden, wenn das Holz für langlebige Produkte (beispielsweise als Bauholz) verwendet wird, da der Kohlenstoff dann dem natürlichen Kreislauf auf längere Zeit entzogen wird und nicht als CO 2 in die Atmosphäre gelangt. Empfehlenswert für die Wärmeerzeugung ist daher vor allem Restholz aus Produktionsprozessen, das nicht für andere Nutzungen geeignet ist, sowie Altholz, das am Ende der Nutzungskaskade angekommen ist. Die Qualität von Holzbrennstoffen lässt sich verschiedenen Normen in Güteklassen einteilen. Hierfür dient bspw. die DIN EN ISO 17225 oder das DINplus-Zertifizierungsprogramm, um Vergleichbarkeiten zu ermöglichen und eine entsprechende Brennstoffqualität sicherzustellen. Des Weiteren sollten Nachweise über die Herkunft der Biomasse bei den Lieferanten angefragt werden, um möglichst regionale Produkte zu nutzen. Die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt hat zu den Potenzialen von Biomasse in Berlin eine Untersuchung durchführen lassen, deren Ergebnisse hier einzusehen sind: Biomasse . Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie beim Bundesumweltministerium: BMUV: Klimaauswirkungen von Heizen mit Holz sowie beim Umweltbundesamt: Heizen mit Holz . Weiterführende Informationen Hackschnitzel: Qualität und Normen FNR – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Für die Wärmeerzeugung aus Biogas existieren regionale unterschiedliche Möglichkeiten. Im ländlichen Raum kann häufig direkt Biogas aus Gärprozessen aus der Landwirtschaft verwendet werden. Abfallstoffe wie z.B. Gülle können dafür genutzt werden, wie auch eigens dafür angebaute Energiepflanzen. Die Verwendung von Anbaubiomasse zur Produktion von Biogas steht jedoch in starker Kritik und kann ebenso wie die Produktion von flüssigen Energieträgern auf die Formel ‚Tank oder Teller‘ reduziert werden. Daher wurde mit den letzten Novellen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) die Nutzung von Anbaubiomasse zu Biogasproduktion immer weiter eingeschränkt (Stichwort ‚Maisdeckel‘). Biogas kann vor Ort genutzt und in Wärme und Strom umgewandelt und verbraucht bzw. über ein kleines Nahwärmenetz verteilt werden. Für eine Einspeisung in das Erdgasnetz ist eine Methan-Aufbereitung des Gases erforderlich. In Berlin besteht die Möglichkeit, ein Biogas- bzw. Biomethanprodukt eines beliebigen Lieferanten aus dem öffentlichen Gasnetz zu beziehen. Dieses Biomethan ist in der Regel aufbereitetes Biogas, z.B. aus Reststoffen oder Kläranlagen, welches in das Netz an einem anderen Verknüpfungspunkt eingespeist wird. Vor Ort zur (Strom- und) Wärmeerzeugung wird dann bilanzielles Biomethan eingesetzt – ähnlich dem Bezug von Ökostrom aus dem öffentlichen Versorgungsnetz. Der tatsächliche Anteil von Biomethan im Erdgasnetz entsprach im Jahr 2022 lediglich etwa 1 %. Bei dem Kauf gibt es entsprechende Nachweiszertifikate (z.B. “Grünes Gas Label” – Label der Umweltverbände oder TÜV) der Anbieter. Die Umsetzung in Wärme (und Strom) erfolgt dann klassisch über Verbrennungstechnologien wie Gaskessel oder BHKW.

ERA5-Land weekly: Surface temperature, weekly time series for Europe at 1 km resolution (2016 - 2020)

Overview: ERA5-Land is a reanalysis dataset providing a consistent view of the evolution of land variables over several decades at an enhanced resolution compared to ERA5. ERA5-Land has been produced by replaying the land component of the ECMWF ERA5 climate reanalysis. Reanalysis combines model data with observations from across the world into a globally complete and consistent dataset using the laws of physics. Reanalysis produces data that goes several decades back in time, providing an accurate description of the climate of the past. Surface temperature: Temperature of the surface of the Earth. The skin temperature is the theoretical temperature that is required to satisfy the surface energy balance. It represents the temperature of the uppermost surface layer, which has no heat capacity and so can respond instantaneously to changes in surface fluxes. Processing steps: The original hourly ERA5-Land data has been spatially enhanced from 0.1 degree to 30 arc seconds (approx. 1000 m) spatial resolution by image fusion with CHELSA data (V1.2) (https://chelsa-climate.org/). For each day we used the corresponding monthly long-term average of CHELSA. The aim was to use the fine spatial detail of CHELSA and at the same time preserve the general regional pattern and fine temporal detail of ERA5-Land. The steps included aggregation and enhancement, specifically: 1. spatially aggregate CHELSA to the resolution of ERA5-Land 2. calculate difference of ERA5-Land - aggregated CHELSA 3. interpolate differences with a Gaussian filter to 30 arc seconds 4. add the interpolated differences to CHELSA The spatially enhanced daily ERA5-Land data has been aggregated on a weekly basis (starting from Saturday) for the time period 2016 - 2020. Data available is the weekly average of daily averages, the weekly minimum of daily minima and the weekly maximum of daily maxima of surface temperature. File naming: Average of daily average: era5_land_ts_avg_weekly_YYYY_MM_DD.tif Max of daily max: era5_land_ts_max_weekly_YYYY_MM_DD.tif Min of daily min: era5_land_ts_min_weekly_YYYY_MM_DD.tif The date in the file name determines the start day of the week (Saturday). Pixel values: °C * 10 Example: Value 302 = 30.2 °C The QML or SLD style files can be used for visualization of the temperature layers. Coordinate reference system: ETRS89 / LAEA Europe (EPSG:3035) (EPSG:3035) Spatial extent: north: 82N south: 18S west: -32W east: 61E Spatial resolution: 1 km Temporal resolution: weekly Time period: 01/01/2016 - 12/31/2020 Format: GeoTIFF Representation type: Grid Software used: GRASS 8.0 Original ERA5-Land dataset license: https://cds.climate.copernicus.eu/api/v2/terms/static/licence-to-use-copernicus-products.pdf CHELSA climatologies (V1.2): Data used: Karger D.N., Conrad, O., Böhner, J., Kawohl, T., Kreft, H., Soria-Auza, R.W., Zimmermann, N.E, Linder, H.P., Kessler, M. (2018): Data from: Climatologies at high resolution for the earth's land surface areas. Dryad digital repository. http://dx.doi.org/doi:10.5061/dryad.kd1d4 Original peer-reviewed publication: Karger, D.N., Conrad, O., Böhner, J., Kawohl, T., Kreft, H., Soria-Auza, R.W., Zimmermann, N.E., Linder, P., Kessler, M. (2017): Climatologies at high resolution for the Earth land surface areas. Scientific Data. 4 170122. https://doi.org/10.1038/sdata.2017.122 Processed by: mundialis GmbH & Co. KG, Germany (https://www.mundialis.de/) Contact: mundialis GmbH & Co. KG, info@mundialis.de Acknowledgements: This study was partially funded by EU grant 874850 MOOD. The contents of this publication are the sole responsibility of the authors and don't necessarily reflect the views of the European Commission.

Hydrothermische Nutzung von Oberflächengewässern

Wasser verfügt über eine vergleichsweise hohe spezifische Wärmekapazität. Die in den Oberflächengewässern gespeicherte Umweltwärme kann bis zu einem gewissen Teil in Abhängigkeit von der Gewässertemperatur und der vorhandenen Wassermenge für die Wärmeversorgung nutzbar gemacht werden. Die thermische Nutzung von Oberflächengewässern ist vor allem in dicht besiedelten urbanen Räumen eine maßgebliche Option, zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung beizutragen. Dabei ist es jedoch wichtig, Flüsse und Seen nicht nur als Speicher thermischer Energie, sondern auch als Lebensräume und komplexe Ökosysteme zu betrachten. Aus diesem Grund ist eine systemische interdisziplinäre Betrachtungsweise unabdingbar. Berlin ist von zahlreichen Gewässern durchzogen. Allein die großen Flüsse Spree, Dahme und Havel durchfließen Berlin auf einer Länge von 89 km und weiten sich teilweise zu Flussseen aus. Die Berliner Kanäle haben eine Gesamtlänge von insgesamt 67 km und die kleineren Nebengewässer von ca. 75 km. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl an Seen, Teichen und Weihern. Alle diese Gewässer prägen nicht nur das Bild der Stadt, sind jedoch nur zum Teil auch als Quelle für die Wärmeversorgung insbesondere von Wärmenetzen geeignet. Alle Informationen des Landes zu den Oberflächengewässern Berlins und die Anforderungen an deren Nutzung finden hier: Oberflächengewässer Berlins Das Land Berlin ist aktuell dabei, georeferenzierte Daten zu den thermischen Potenzialen der Berliner Fließgewässer und Seen unter Berücksichtigung der ökologischen, wasserwirtschaftlichen und energietechnischen Anforderungen zu erarbeiten und diese über Kartenmaterial verfügbar zu machen. Mit diesen Informationen bekommen handelnde Akteure, wie Wärmeversorgende, Netzbetreibende, Planungsbüros und Energieagenturen die Möglichkeit, im Rahmen einer Konzeptionierung innovativer Wärmeversorgungssysteme die potentielle Entzugsleistung aus naheliegenden Gewässern oder einem Gewässerabschnitt ableiten zu können. Für Deutschland existierte bisher keine einheitliche Methodik zur Ermittlung der hydrothermischen Potenziale aus Oberflächengewässern unter Berücksichtigung ökologischer und wasserwirtschaftlicher Anforderungen sowie deren Darstellung in Potenzialkarten. Aus diesem Grund hat die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt (SenMVKU) ein Projekt zur Konzeptentwicklung und Bestimmung der thermischen Potentiale von Oberflächengewässern im Land Berlin gestartet. Das Projekt setzt sich aus drei wesentlichen Teilen zusammen: Konzeptentwicklung zur Bestimmung der Potenziale und die Erstellung von Potenzialkarten Umsetzung des Konzeptes durch modelltechnische Anpassungen des Berliner Gewässermodells BIBER Einbindung der georeferenzierten Potenzialdaten in das Wärmekataster Ende Januar 2023 wurde die JENA-GEOS-Ingenieurbüro GmbH mit der Konzept-entwicklung beauftragt, welche mittlerweile abgeschlossen ist. Die Ergebnisse umfassen die Entwicklung einer Methode zur Bestimmung der Potenziale sowie deren räumlich verortete Darstellung mittels GIS-Files für die Integration in das Berliner Wärmekataster. Ebenso Teil der Konzeptentwicklung ist die Definition des Ist-Zustands unter den vorliegenden Randbedingungen sowie die Entwicklung zweier Zukunftsszenarien für das Jahr 2045 mit angepassten Randbedingungen. Zur realistischen Bestimmung der Potenziale sind sowohl die rechtlichen und wasserwirtschaftlichen Rahmenbedingungen als auch ökologische und energietechnische Anforderungen zu berücksichtigen. Für die Integration in das Wärmekataster sind bestimmte modelltechnische Anforderungen zu erfüllen. Zur praxisnahen Einordnung und Verifizierung der Rahmenbedingungen und Anforderungen wurden daher vier Workshops unter Beteiligung unterschiedlichster Akteure durchgeführt. Weiterführende Informationen zum Wärmekataster Das Potenzial der großen Berliner Flüsse und Kanäle (schiffbare Gewässer 1. Ordnung) wird modellgestützt (BIBER) ermittelt werden. Dabei dient der Ist-Zustand der Kalibrierung des Modells und zur Abschätzung der erreichbaren Modellgenauigkeit auf Grundlage der bestehenden Datenverfügbarkeit. Das in der Zukunft mit dem Zeithorizont 2045 vorhandene thermische Potenzial wird anhand von zwei Zukunftsszenarien ermittelt. Bis zum 3. Quartal 2024 soll die modelltechnische Anpassung realisiert werden, sodass die georeferenzierten Potenzialdaten in Form von Kartenmaterial erstellt und in das Wärmekataster eingebunden werden können. Parallel wurde im 1. Quartal 2024 durch den Fachbereich der Landeshydrologie im Haus der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt eine Masterarbeit betreut, welche zum Ziel hatte, eine Bestimmung des hydrothermischen Potenzials an den einzelnen Messstationen der Berliner Fließgewässer 1. Ordnung auf Basis von Beobachtungsdaten (Messdaten) sowie unter Beachtung wasserwirtschaftlicher Bedingungen und einschlägiger Anforderungen zu ermitteln. Die Arbeit von Jördis Lehmann wurde für den Tag der Hydrologie 2024 in einem Poster zusammengefasst, welches folgend zum Download verfügbar ist. Mit der Schaffung der konzeptionellen Grundlagen für künftige Nutzungen in Form von Potenzialkarten nimmt Berlin in Deutschland eine Vorreiterrolle ein.

Innovative Ernergieoptimierung durch effiziente Wärmeübertragung im Glühprozess durch eine Aufwärm-Abkühlstation

Das Drahtwerk Elisental ist ein bereits in dritter Generation familiengeführtes mittelständisches Unternehmen mit rund 125 Beschäftigten. Die Firma hat sich auf die Herstellung von Drähten aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen spezialisiert. Nach dem Ziehen der Drähte werden diese zu sogenannten Drahtcoils aufgewickelt. Diese Coils müssen einen Glühprozess durchlaufen, um die beim Ziehprozess entstandene Kaltverfestigung rückgängig zu machen und dadurch die Umformbarkeit wieder herzustellen. Das Aufwärmen und Abkühlen des Materials in den Glühöfen von beziehungsweise auf Umgebungstemperatur ist allerdings ein langwieriges Ver-fahren mit hohem Energieaufwand. Ziel dieses Vorhabens war die Nutzung der in den geglühten Coils enthaltenen Energie zum Vorwärmen der noch kalten Drahtcoils vor dem Glühvorgang zu nutzen. Bisher wurden die Drahtcoils in Abhängigkeit vom späteren Verwendungszweck entweder langsam im Glühofen oder direkt nach dem Glühen im Lagerbereich auf Um-gebungstemperatur abgekühlt. Die bei diesen Verfahrensschritten freiwerdende Energie wurde bisher nicht genutzt. Gleichzeitig mussten die ungeglühten Coils, deren Temperatur der Umgebungstemperatur entsprach, für den Prozess aufgeheizt werden, was mit einem zusätzlichen Energiebedarf verbunden war. Das Unternehmen errichtete zur Optimierung des Prozesses am Standort Neuenrade eine innovative Aufwärm-Abkühlstation, die die Abwärme der Drahtcoils für die Vorwärmung der kalten Coils vor dem Glühvorgang nutzt. Die Aufwärm-Abkühlstation wurde an einem der Ofenpaare errichtet und besteht aus zwei Thermokammern, in denen ein Ventilator für eine starke Luftumwälzung und damit gleichmäßige Verteilung der Wärme sorgt. Vergleichbare Gebläse befanden sich in den Öfen zur Abkühlung der geglühten Coils. Da diese Kühlgebläse nun nicht mehr benötigt werden, entsteht durch den Betrieb der Station kein erhöhter Energieverbrauch. Durch den Einsatz der Aufwärm-Abkühlstation wird Heizenergie eingespart und auch die Ofenkapazität erhöht. Zugleich wird verhindert, dass die Ofenausmauerung heruntergekühlt und später wieder erwärmt werden muss, was zusätzlich Energie einspart. Durch den Einsatz dieser Aufwärm-Abkühlstation konnte auf das Jahr hochgerechnet die Gesamtproduktionskapazität des Unternehmens um etwa 8 Prozent erhöht werden, wodurch drei zusätzliche Arbeitsplätze geschaffen wurden. Die durch die Aufwärm-Abkühlstation eingesparte Energiemenge ist beachtlich. Die Temperatur eines geglühten Coils beträgt im Schnitt ca. 500°C, was bei einem Gewicht von 2 Tonnen einem Wärmeinhalt von ca. 860.000 Kilojoule bzw. 239 Kilowattstunde entspricht. Im Zuge des Vorhabens durchgeführte Messreihen haben ergeben, dass mit der Aufwärm-Abkühlstation ein Coils von Umgebungstemperatur auf 150°C vorgewärmt werden kann. Allerdings stellt hierbei die große Verweildauer der Coils im Glühofen den limitierenden Faktor dar, so dass in der Praxis nur eine Vorwärmung auf 120°C erreicht wird. Für den übertragenen Wärmeinhalt wurden 50 Kilowattstunden pro Coil ermittelt, was einer Minderung des Jahresenergieverbrauchs von 35.400 Kilowattstunden entspricht, das bedeutet eine Einsparung von CO 2 -Emissionen in Höhe von 23 Tonnen pro Jahr. Im Falle einer Installation von Aufwärm-Abkühlstationen an allen Ofenlinien des Unternehmens könnte diese Menge sogar versechsfacht werden. Bisher nicht bezifferbar sind die Einsparungen, die durch das Wegfallen des Herunterkühlens und Aufheizens des Glühofens erreicht werden können. Das von der Drahtwerk Elisental W.Erdmann GmbH & Co. erfolgreich durchgeführte Vorhaben zeigt, dass selbst durch vergleichsweise einfache Maßnahmen eine deut-liche Verringerung des Energieverbrauchs erreicht werden kann. Dieses Verfahren der Energienutzung kann nach Anpassungen auf andere Draht herstellende Unter-nehmen übertragen werden, auch wenn diese andere Legierungen oder Metalle (z. B. Stahl oder Kupfer) verarbeiten. Branche: Metallverarbeitung Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: Drahtwerk Elisental W. Erdmann GmbH & Co. Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2007 - 2008 Status: Abgeschlossen

Bodentemperatur Bedeutung Tag seit Beginn des Jahres an dem im Mittel die Bodentemperatur von 5 °C in einer Tiefe von 10 cm unter unbewachsenen Flächen unter- bzw. überschritten wird Kommentierung des Indikatorverlaufs zur Bodentemperatur Definition und Berechnungsverfahren

Für den Beginn, die Dauer und das Ende von Wachstumsprozessen landwirtschaftlicher Kulturpflanzenarten und die Mobilisierung von Nährstoffen im Boden muss die Temperatur im Erdboden über 5 °C liegen. Mit Hilfe der zeitlichen Entwicklung des Indikators kann abgeschätzt werden, ob die Wachstumsprozesse und die Nährstoffmobilisierungsprozesse im Boden zeitlichen Veränderungen unterliegen, die Auswirkungen auf die Durchführung landwirtschaftlicher Tätigkeiten haben. Die Bodentemperatur folgt aufgrund der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität von Luft und Boden mit einem geringen Zeitversatz der Lufttemperatur. So können die oberen Bodenschichten eine größere Schwankungsbreite als die Lufttemperatur aufweisen. Im Vergleich der Perioden 1961 bis 1990 und 1991 bis 2019  überschreitet die Bodentemperatur die Marke von  5 °C in 10 cm Tiefe im Frühjahr um 6 Tage früher und liegt dann im Mittel schon vor Mitte März, während die gebremste herbstliche Abkühlung ein späteres Unterschreiten der 5 °C-Marke ebenfalls um 6 Tage im Vergleich der beiden Perioden auslöst. Damit stehen im Durchschnitt 12 Tage im Jahr mehr für Wachstums- und Nährstoffmobilisierungsprozesse zur Verfügung. Für eine Bodentiefe von 10 cm wird bestimmt, an welchem Tag des Jahres die Temperatur im Frühjahr die 5 °C-Marke überschreitet und wann sie diese im Herbst unterschreitet. Dies geschieht einerseits als Referenz gemittelt für den Zeitraum 1961 bis 1990 und andererseits gemittelt für den Zeitraum 1991 bis zum aktuellen Jahr bis der nächste 30-jährige Zeitraum 2020 abgeschlossen ist. Danach setzt die Berechnung neu an mit dem Jahr 2001, um den dann folgenden 30-Jahres-Zeitraum (2001 bis 2030) zu bearbeiten. Grundlage sind die Tagesmittelwerte der Temperatur in unbewachsenem Boden in einer Bodentiefe von 10 cm. Letzte Aktualisierung der Textpassagen: 29.12.2020 Zurück zur Übersichtsseite Klimafolgenindikatoren

Geothermisches Potenzial - spezifische Wärmeleitfähigkeit und spezifische Entzugsleistung 2017

Weg von Gas und Öl, hin zu nachhaltiger Energie: Das will auch Berlin und trotzdem will niemand kalt duschen oder zu Hause frieren. Daher nutzen immer mehr Menschen die Erdwärme. 2004 gab es 132 Geothermie-Anlagen in der Stadt, 2018 waren es schon rund 3.500. Dabei wird ein Rohrsystem senkrecht in der Erde installiert, oft bis zu einer Tiefe von 100 Metern. Durch dieses fließt ein Wasser-Sole-Gemisch, das dem umliegenden Gestein bzw. Grundwasser die Wärme entzieht. Zwar ist es im Berliner Untergrund in dieser Tiefe mit ca. 10 bis 12°C recht kalt. Doch mithilfe einer Wärmepumpe kommt man auf angenehme Raumtemperaturen. Durch diesen Prozess werden allerdings der Untergrund und damit auch das Grundwasser abgekühlt. Das gilt es bei der Planung der Anlagen zu berücksichtigen. Wie viel Energie kann Geothermie für mein durchschnittliches Einfamilienhaus zur Verfügung stellen? Und wie schnell gleicht der Untergrund die entnommene Wärme wieder aus? Berlin hat aus den Ergebnissen von fast 15.000 Bohrungen, Daten zur Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität der unterschiedlichen Gesteine und dem Grundwasserstand Karten zum geothermischen Potenzial berechnet. Anhand der Karten ist eine Abschätzung über die Eignung eines Standortes für die Nutzung von geothermischer Energie und die Planung der Anlagen möglich. Die Inhalte dieses Jahrgangs sind aktuell. Einleitung Datengrundlage Methode Kartenbeschreibung Literatur Karten Download

Geothermisches Potential

2017 (aktuell) Weg von Gas und Öl, hin zu nachhaltiger Energie: Das will auch Berlin und trotzdem will niemand kalt duschen oder zu Hause frieren. Daher nutzen immer mehr Menschen die Erdwärme. 2004 gab es 132 Geothermie-Anlagen in der Stadt, 2018 waren es schon rund 3.500. Dabei wird ein Rohrsystem senkrecht in der Erde installiert, oft bis zu einer Tiefe von 100 Metern. Durch dieses fließt ein Wasser-Sole-Gemisch, das dem umliegenden Gestein bzw. Grundwasser die Wärme entzieht. Zwar ist es im Berliner Untergrund in dieser Tiefe mit ca. 10 bis 12°C recht kalt. Doch mithilfe einer Wärmepumpe kommt man auf angenehme Raumtemperaturen. Durch diesen Prozess werden allerdings der Untergrund und damit auch das Grundwasser abgekühlt. Das gilt es bei der Planung der Anlagen zu berücksichtigen. Wie viel Energie kann Geothermie für mein durchschnittliches Einfamilienhaus zur Verfügung stellen? Und wie schnell gleicht der Untergrund die entnommene Wärme wieder aus? Berlin hat aus den Ergebnissen von fast 15.000 Bohrungen, Daten zur Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität der unterschiedlichen Gesteine und dem Grundwasserstand Karten zum geothermischen Potenzial berechnet. Anhand der Karten ist eine Abschätzung über die Eignung eines Standortes für die Nutzung von geothermischer Energie und die Planung der Anlagen möglich. Grundwassertemperatur Informationen zum Grundwasser Informationen zur Grundwasserbenutzung

Langjähriges Mittel der Lufttemperatur 1981-2010

Klimaveränderungen in Ballungsgebieten Das Klima städtischer Ballungsgebiete ist gegenüber dem Umland durch tiefgreifende Veränderungen im örtlichen Wärmehaushalt gekennzeichnet. Ursachen hierfür sind: Veränderungen der Wärmekapazität und Wärmeleitung sowie der Wind- und Austauschverhältnisse durch Flächeninanspruchnahmen, etwa infolge von Infrastrukturmaßnahmen und Bebauungen, die Verminderung verdunstender Oberflächen durch den weiterhin zunehmenden Versiegelungsgrad und damit einhergehend den Verlust an vegetationsbedeckten Flächen, der Klimawandel infolge der weltweiten Erwärmung der Atmosphäre durch Treibhausgas-Emissionen die Zuführung von Energie und Wasserdampf anthropogenen Ursprungs. Als besonders problematische Aspekte des sich hierdurch entwickelnden Stadtklimas gelten die Erhöhung der Lufttemperatur bzw. der bioklimatischen Belastung in den Sommermonaten und die Verschlechterung des Luftaustausches mit den höheren Atmosphärenschichten und der Umgebung während des gesamten Jahres. Die Erhöhung der Lufttemperatur gegenüber dem klimatisch unbeeinflussten Umland hängt im Wesentlichen von der Bebauungsdichte, der jeweiligen Vegetationsstruktur und der Topografie ab. Das langjährige Temperaturmittel ist dabei von grundlegender ökologischer Bedeutung. So kann die Einwanderung wärmeliebender Pflanzen- und Tierarten durch die mäßige bis hohe Zunahme des langjährigen Temperaturmittels und der damit zusammenhängenden Abnahme der Anzahl der Frosttage gegenüber dem unbebauten Umland begünstigt werden: Bei einem Anstieg der Mitteltemperatur von 7 °C auf 10 °C halbiert sich die Anzahl der Frosttage (vgl. Stülpnagel 1987). Neben die Ballungsräumen eigenen Bedingungen verdichteter Siedlungsstrukturen treten nunmehr auch in Berlin spürbar die Effekte des Klimawandels auf, durch den ein weiterer Impuls zum Anstieg der mittleren Temperaturen vorhanden ist. Prognosen über mögliche Entwicklungen hängen in großem Maße von den zukünftigen Treibhaugasemissionen ab und werden u.a. vom Deutschen Wetterdienst untersucht (vgl. DWD 2020). Bis zum Ende des Jahrhunderts wird hiernach in Deutschland ein Anstieg der mittleren Temperaturen von 1,1 bis 3,8 °C gegenüber dem Referenzzeitraum 1971-2000 projiziert. Die Erwärmung in den südlichen Regionen Deutschlands ist etwas stärker ausgeprägt, in den nördlichen Regionen etwas niedriger. Für Berlin liegen verschiedene Szenarienrechnungen zur möglichen Entwicklung der Temperaturen einschließlich der daraus folgenden Handlungserfordernisse vor. Aufgrund der sich kontinuierlich erweiternden Kenntnisse in der Klimamodellierung und der Anpassung an veränderte Rahmenbedingungen stellen die jeweiligen Projektergebnisse keinen dauerhaft gültigen Erkenntnisstand dar (den aktuellen Stand an Informationen finden Sie u.a. auf folgenden Webseiten: SenUMVK Klimaschutz , SenSBW Stadtentwicklungsplan Klima 2.0 und im Themenbereich Klima des Umweltatlas). Anders als beim vorherigen Aktualitätsstand 1961-1990 basieren die Auswertungen in der aktuellen Fortschreibung auf Rasterdatensätzen der standortbezogenen Messungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Ergänzend zur langjährigen Temperaturverteilung im Jahresmittel können daher nun auch die Temperaturverteilungen in den Jahreszeiten Frühling, Sommer, Herbst und Winter kartographisch dargestellt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Datenbasis beider Jahrgänge und der hieraus resultierenden unterschiedlichen methodischen Vorgehensweisen sind die Ergebnisse mit dem Bezugszeitraum 1961-1990 des Umweltatlas Berlin nur sehr eingeschränkt vergleichbar.

Grundwassertemperatur 2015

Temperaturprofile Die Eindringtiefe der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen und damit die Tiefenlage der neutralen Zone (NZ) wird maßgeblich durch die geogenen Faktoren wie den Grundwasserflurabstand, die thermische Leitfähigkeit und Wärmekapazität der Gesteine sowie die Grundwasserneubildung bestimmt. In Berlin liegt die neutrale Zone in Abhängigkeit von den oben genannten Verhältnissen in Tiefen zwischen ca. 15 und max. 25 m (Henning & Limberg, 2012). In Abbildung 5 ist für drei Spezial-Temperaturmessstellen in unterschiedlichen stadtklimatischen Zonen, die zeitliche Variation des Temperaturverlaufs in den ersten 40 m unter der Geländeoberkante im grundwasserungesättigten und -gesättigten Untergrund dargestellt. Der Grundwasserflurabstand beträgt in Abhängigkeit von der geomorphologischen Lage zwischen 5 und 10 m. In Abhängigkeit vom jeweiligen Standort der Messstelle zeigen sich deutliche Unterschiede in den beobachteten Temperaturen sowie auch im Temperaturverlauf mit zunehmender Tiefe unterhalb der neutralen Zone zwischen ca. 10 und ca. 15 m Tiefe unter der Geländeoberkante. Im oberflächennahen Bereich (< 5 m Tiefe) treten die niedrigsten Untergrundtemperaturen in der Regel im Frühjahr (Februar bis Mai) und die höchsten im Herbst (September bis Oktober) auf. In der Tabelle 1 sind für die oben dargestellten Messstellen in einer tabellarischen Übersicht die Temperaturkennwerte gegenübergestellt, die aus Messungen im Beobachtungszeitraum zwischen Februar 2008 bis März 2010 resultieren (Henning & Limberg, 2012). Aus Tabelle 1 ist zu ersehen, dass generell mit zunehmender Besiedlungsdichte, ausgedrückt durch die stadtstrukturelle Lage, eine Zunahme der Grundwassertemperaturen in der neutralen Zone (NZ) (vgl. Abb. 5) zu beobachten ist. Es lässt sich grob folgende Einteilung für die unterschiedlichen Besiedlungsbereiche vornehmen (Tab. 2): Die Abbildung 6 zeigt ein Beispiel für den Temperaturverlauf mitten in einer dichten Industrieansiedlung mit mehreren großen Abwärmeproduzenten; zudem liegt in unmittelbarer Nähe ein Oberflächengewässer (die Spree). Die höchsten Grundwassertemperaturen sind im Winter und die niedrigsten im Sommer zu beobachten. Da das Oberflächengewässer durch Kühlwassereinleitungen, insbesondere während der Wintermonate, stark erwärmt wird, erhöht sich durch infiltrierendes Oberflächenwasser auch die Grundwassertemperatur. Im Jahr 1991 war über das ganze Jahr in einer Tiefe zwischen 10 und 20 m unter Geländeoberkante eine Temperaturanomalie mit jahreszeitlichen Temperaturschwankungen von nur rd.. 1 K zwischen ca. 14,5 °C und ca. 15,5 °C zu beobachten. In der Abbildung 7 sind die Temperaturprofile von 5 ausgewählten Messstellen im Bezirk Berlin Mitte in einem Gebiet von ca. 3 × 3 km Fläche dargestellt, die in den Jahren 2012/13 gemessen worden sind. Die Abbildung zeigt eine deutliche Beeinflussung der Untergrundtemperatur bis in Tiefen von mehr als 100 m unter der Geländeoberfläche. Die gemessenen Temperaturen bewegen sich in einem Temperaturbereich zwischen 11 und 15 °C. Die Messstelle mit der stärksten Temperaturbeeinflussung liegt in der Nähe von einem Oberflächengewässer (zwischen Spree und Kupfergraben, violette Linie in der Abbildung 7). Die Auswertung von Langzeituntersuchungen an Messstellen im Innenstadtbereich zeigen nach Henning Energie- und Umweltberatung (2010), dass langfristig auch mit einer Beeinflussung der Grundwassertemperaturen in größeren Tiefen zu rechnen ist. Die Abbildung 8 kann dies beispielhaft an Temperaturprofilen verdeutlichen, die in einer Grundwassermessstelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen wurden. Die gemessenen Temperaturprofile in den Jahren 1984 und 1993 zeigen für die neutrale Zone in ca. 18 m Tiefe und dem tieferen Untergrund (mehr als 20 m Tiefe) in etwa den gleichen Temperaturverlauf. Ein Vergleich mit dem angenommenen „ungestörten“ Temperaturverlauf zeigt bis in rd. 70 m Tiefe einen deutlichen Anstieg der Untergrundtemperatur. In 40 m Tiefe beträgt dieser Temperaturunterschied ca. 1 K. Dieser bis Anfang der 1990er Jahre beobachtete Temperaturanstieg ist auf Veränderung des Lokalklimas durch vermutlich eine größere Wohnbebauung zurückzuführen, die in den 1960 bis 1970er Jahren in unmittelbarer Nähe errichtet worden ist. Der „ungestörte“ Temperaturverlauf wurde aus dem Bohrprofil, der für den Standort angenommenen mittleren Wärmestromdichte und der ungestörten mittleren Oberflächenjahrestemperatur theoretisch berechnet. Zwischen 1993 und 2015 ist ein weiterer Temperaturanstieg in der neutralen Zone um ca. 0,7 K zu beobachten. Dieser Temperaturanstieg macht sich bis in Tiefen von rd. 80 m bemerkbar. Da im Umfeld der Messstelle in diesem Zeitraum keine signifikanten Veränderungen durch z. B. Bebauung / Flächenversiegelung zu beobachten waren, die eine Veränderung des Lokalklimas bewirken können, besteht in diesem Fall wahrscheinlich ein Zusammenhang mit den Auswirkungen der allgemeinen Klimaerwärmung. Die Abbildung 9 zeigt, dass seit Beginn der 1980er Jahre im Land Berlin und in dessen Umland ebenso wie auf globaler Ebene (rote Linie) ein deutlicher Anstieg der Lufttemperaturen zu beobachten ist. Dieser Temperaturanstieg von ca. 0,5 K im Jahr 1995 bzw. von mehr als 0,8 K im Jahr 2010 führt zu einer merklichen Störung des Temperaturgleichgewichts im oberflächennahen Untergrund, der auch unterhalb der neutralen Zone bei zahlreichen Messstellen im Land Berlin zu beobachten ist. Ein Beispiel dafür ist in Abbildung 10 dargestellt. Die Bodentemperatur ist im Betrachtungszeitraum zwischen 1984 und 2015 in Potsdam in 12 m Tiefe um ca. 1,2 K gestiegen (blaue Linie). In Berlin ist der gleiche Trend zu beobachten: In der Messstelle 7063 (grüne Linie) stieg im gleichen Zeitraum die Temperatur in 20 m Tiefe um ca. 0,8 K an. Kartenbeschreibungen Allgemeines In den Karten wird für das Land Berlin die Temperaturverteilung im Untergrund für fünf unterschiedliche Tiefen für die Bezugshorizonte 20 m, 40 m, 60 m, 80 m und 100 m unter Gelände und die Durchschnittstemperaturen für die Tiefenbereiche 0 bis 50 m und 0 m bis 100 m dargestellt. Es muss beachtet werden, dass die dargestellten Ergebnisse zur Temperaturverteilung nicht als punktbezogene Information, sondern als Tendenz zu verstehen sind, da die Isothermenverläufe in Abhängigkeit von der vorhandenen Messstellendichte relativ große Unsicherheiten aufweisen können. Dabei gelten die durchgezogenen Isothermen als weitestgehend gesichert, während die gestrichelten Isothermen als „vermutet“ einzustufen sind. Die Kartenangaben zur Temperaturverteilung sollten immer dann verwendet werden, wenn keine für den Standort und repräsentative Temperaturmessungen vorliegen. Es ist zu beachten, dass die Ergebnisse einer Temperaturmessung immer nur exakt für das aufgenommene Tiefenprofil gelten. Je nach Variabilität der Standortcharakteristik können schon wenige 100 m weiter andere Bedingungen vorherrschen, die zu einer Temperaturänderung im Untergrund führen. Ohne Berücksichtigung der Veränderungen kann dies bei einer Übertragung auch auf dicht benachbarte Standorte zu einer teilweise erheblichen Fehleinschätzung der Temperaturverhältnisse führen. Temperaturen 20 m unter Geländeoberkante Die aktuelle geothermische Karte (Messung 2015) weist für den Bezugshorizont 20 m unter Geländeoberkante (Karte 2.14.1) teilweise deutliche Unterschiede zu der vorhergehenden Kartenausgabe von 2014 auf (Messung aus dem Jahr 2012). Diese sind u. a. darauf zurückzuführen, dass wesentlich weniger Messstellen für die Ermittlung der Temperaturverteilung mit einbezogen worden sind und im Vergleich zur letzten Messung aus dem Jahr 2012 in der Ausgabe 2014 bei einzelnen Messstellen signifikante Temperaturänderungen zu registrieren war bzw. Messwertkorrekturen durchgeführt werden mussten. Grundsätzlich ist jedoch anhand der aufgeführten Karten eine erste Abschätzung der Temperaturverhältnisse an einem Standort für die Nutzung von geothermischer Energie möglich. Generell ist ein tendenzieller Temperaturanstieg vom Stadtrand zum Stadtzentrum hin zu beobachten. Der Temperaturverlauf im Nordosten zeigt einen kontinuierlichen Anstieg zum Stadtzentrum hin, während sich das übrige Stadtgebiet durch das Auftreten mehrerer kleinerer positiver und negativer Temperaturanomalien auszeichnet. Das stark bebaute und versiegelte Stadtzentrum wird 20 m unter Geländeoberkante (Karte 02.14.1) von einer 12,5 °C – Isolinie eingeschlossen. Die im Stadtzentrum zu beobachtende Wärmeinsel mit Temperaturen von mehr als 12,5 °C wird durch den Großen Tiergarten, einer großen Grünfläche im Innenstadtbereich, durchbrochen. Innerhalb dieser Wärmeinsel sind Temperaturanomalien mit Temperaturen von mehr als 13,5 °C zu beobachten. Außerhalb des Stadtzentrums korrelieren positive Temperaturanomalien ebenfalls mit hoch versiegelten Bereichen wie Nebenzentren und Industriegebieten. Unterhalb der ausgedehnten Waldgebiete im Stadtrandbereich von Südosten, Norden, Nordwesten und Südwesten sowie im Bereich des Grunewalds liegen die Temperaturen im Bereich von weniger als 10,5 °C. Die bisher beobachteten Temperaturanomalien im Stadtgebiet mit weniger als 10,5 °C,, wie z. B. der Britzer Garten oder das Tempelhofer Feld, beides Flächen mit einem hohen Vegetationsanteil, treten in der aktuellen Karte nicht auf. Die Ursache ist u. a. in der deutlich geringeren Messstellendichte zu suchen. In diesem Fall wurden im Einzugsbereich beider Flächen keine Messdaten erhoben. Generell ergeben sich im dicht besiedelten Innenstadtbereich gegenüber dem Freiland Temperaturerhöhungen im Grundwasser von mehr als 4 K. Temperaturen 40 m, 60 m, 80 m und 100 m unter Geländeoberkante Die weiteren Karten (Karten 02.14.3 – 02.14.6) zeigen die Grundwassertemperaturverteilung für die Bezugshorizonte 40 m, 60 m, 80 m und 100 m unter Geländeoberkante im Land Berlin. In diesen Tiefen ist eine Beeinflussung durch die täglichen und jahreszeitlichen Temperaturschwankungen ausgeschlossen. Es können sich jedoch in diesen Tiefen langfristig anhaltende u. a. anthropogen verursachte Temperaturänderungen, die z. B. durch eine veränderte bauliche Entwicklung oder klimatische Veränderungen verursacht werden, bemerkbar machen. Solche Temperaturanomalien sind insbesondere im Innenstadtbereich im Bezirk Mitte, aber auch an der südlichen Stadtgrenze in Berlin Lichterfelde am Teltowkanal mit einer langen baulichen bzw. intensiven industriellen Nutzung zu beobachten (Grundwassertemperaturverteilung für die Bezugshorizonte 80 m und 100 m). Andere Temperaturanomalien wie z. B. im Südwesten von Berlin an der Grenze zu Potsdam, im nördlichen Grunewald im Bereich des Erdgasspeichers und in Lübars an der nördlichen Grenze von Berlin sind mit geologischen Strukturen im tieferen Untergrund verknüpft. Bei den benannten Temperaturanomalien ist ein Zusammenhang mit den im Großraum Berlin bekannten Salzkissenstrukturen im tiefen Untergrund zu vermuten. Auch die in der Ausgabe 2014 dargestellten Temperaturanomalien im tieferen Untergrund mit mehr als 80 m unter Geländeoberkante wie z. B. im Gebiet Rudow/Altglienicke im Südosten Berlins, in den Ortsteilen Lichtenberg, Marzahn und Hellersdorf im Osten von Berlin treten in der aktuellen Karte nicht auf. Auch in diesen Gebieten ist die Ursache in den fehlenden Messdaten zu suchen. Die Temperaturaussagen in diesen Bereichen sind weiterhin mit relativ großen Unsicherheiten behaftet. Durchschnittstemperatur 0 m bis 50 m und 0 m bis 100 m unter Geländeoberkante In Ergänzung zu den Karten für die Grundwassertemperaturverteilung für die unterschiedlichen Bezugshorizonte sind zusätzlich zwei Karten für die Durchschnittstemperaturen in den Tiefenbereichen 0 m bis 50 m und 0 m bis 100 m erstellt worden. Die beiden Karten dienen u. a. als Hilfsmittel für die Abschätzung der spezifischen Leistung von Erdwärmesonden. Die Karte für den Tiefenabschnitt 0 m bis 50 m zeigt, dass insbesondere der stark bebaute Innenstadtbereich Durchschnittstemperaturen von mehr als 11 °C aufweist. In den Außenbezirken liegen die Durchschnittstemperaturen bei ca. 10 °C bzw. in den unbebauten Randbereichen bei ca. 9 °C. Für den Tiefenabschnitt 0 m bis 100 m ist der Bereich mit Durchschnittstemperaturen von ca. 12 °C deutlich größer als im Tiefenabschnitt 0 m bis 50 m und umfasst den Innenstadtbereich und die unmittelbar angrenzenden städtischen Gebiete. In den Außenbezirken und Randbereichen von Berlin liegen die Durchschnittstemperaturen zwischen 10 °C und 11 °C. Im Zusammenhang mit den beiden Karten wird darauf hingewiesen, dass aufgrund der lokalklimatischen Verhältnisse und der vorhandenen Messstellendichte die ausgewiesenen Durchschnitttemperaturen kleinräumig abweichen können. So ist in Gebieten mit hohen Grünflächenanteilen eine niedrigere Durchschnittstemperatur möglich, in stark industrialisierten Gebieten mit einer hohen Oberflächenversiegelung können auch höhere Durchschnittstemperaturen auftreten. Zusammenfassung Zusammenfassend ist festzustellen, dass sich im dicht besiedelten Innenstadtbereich gegenüber dem Freiland Temperaturerhöhungen im Grundwasser von mehr als 4 K ergeben können und dieses somit deutlich erwärmt ist. Es besteht ein eindeutiger Zusammenhang mit den stadtklimatischen Verhältnissen an der Oberfläche. Dies belegen auch die Ergebnisse der regelmäßigen Untersuchungen an ausgewählten Spezial-Temperaturmessstellen in unterschiedlichen stadtstrukturellen Lagen. Allgemein zeigt die oberflächennahe Grundwassertemperaturverteilung im Land Berlin einen Zusammenhang mit der Verteilung von Industrieansiedlungen, größeren Baukörpern, Abwärmeproduzenten, Oberflächenversiegelung, Freiflächen und anthropogen erwärmter Oberflächengewässer (s. a. Henning, 1990). Unter Berücksichtigung des Grundwasserströmungsfeldes kann davon ausgegangen werden, dass diese Faktoren einen wesentlichen Einfluss auf die Veränderung der Grundwassertemperatur haben. Da es in der Stadt in der Regel zu einer Überschneidung dieser Faktoren kommt, überlagern sich die Einflussgrößen gegenseitig. Auf Grundlage von Daten aus Langzeituntersuchungen kann gezeigt werden, dass aufgrund der fortschreitenden baulichen Entwicklung aber auch der allgemeinen klimatischen Veränderungen von einer weiteren tief greifenden Erwärmung des oberflächennahen (kleiner 20 m Tiefe) als auch des tieferen Untergrundes (bis 100 m Tiefe) und somit auch des Grundwassers auszugehen ist.

Grundwassertemperatur 2010

Temperaturprofile Die Eindringtiefe der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen und damit die Tiefenlage der neutralen Zone wird maßgeblich durch die geogenen Faktoren wie den Flurabstand, die thermische Leitfähigkeit und Wärmekapazität der Gesteine und die Grundwasserneubildung bestimmt. In Berlin liegt die neutrale Zone in Abhängigkeit von den oben genannten Verhältnissen in Tiefen zwischen ca. 15 und max. 25 m (Henning & Limberg 1995). In Abb. 5 ist für vier Grundwassermessstellen in etwa gleicher geologischer Position, aber in unterschiedlichen stadtstrukturellen Lagen, die zeitliche Variation des Temperaturverlaufs in den ersten 25 Metern unter der Geländeoberkante im grundwasserungesättigten und -gesättigten Untergrund dargestellt. Die ersten zehn Bodenmeter sind durch das Auftreten von überwiegend bindigen Böden i. d. R. Geschiebemergel gekennzeichnet. Der Grundwasserflurabstand beträgt in Abhängigkeit von der geomorphologischen Lage zwischen 5 und 10 m. In Abhängigkeit vom jeweiligen Standort der Grundwassermessstelle zeigen sich deutliche Unterschiede in den beobachteten Temperaturen sowie auch im Temperaturverlauf mit zunehmender Tiefe unterhalb der neutralen Zone in rd. 15 m Tiefe. Im oberflächennahen Bereich (< 5 m Tiefe) treten die niedrigsten Untergrundtemperaturen in der Regel im Frühjahr (Februar bis Mai) und die höchsten im Spätsommer (September bis Oktober) auf. In der Tabelle 1 sind für ausgewählte Messstellen mit unterschiedlichen stadtstrukturellen Lagen in einer Übersicht die Temperaturkennwerte gebildet aus Messungen vom Februar, April, Juni, August, Oktober, Dezember 2009 gegenübergestellt (Henning Energie- und Umweltberatung, 2010). Aus Tabelle 1 ist zu ersehen, dass generell mit zunehmender Besiedlungsdichte eine Zunahme der Grundwassertemperaturen (vgl. Abb. 5) zu registrieren ist. Es lässt sich grob folgende Einteilung für die unterschiedlichen Besiedlungsbereiche vornehmen: Bereiche Temparatur in der neutralen Zone ohne Besiedlung, überwiegend Vegetation < 9 °C mit geringer bis mittlerer Siedlungsdichte 9 – 11 °C mit hoher Siedlungsdichte, Stadtzentren und Industrieansiedlungen > 11 °C Ausnahmen bilden Gebiete, die im Einzugsbereich von dichten Industrieansiedlungen mit großen Abwärmeproduzenten oder in unmittelbarer Nähe zu erwärmten Oberflächengewässern liegen. Die Abbildung 6 zeigt ein Beispiel für einen Extremfall. Diese Grundwassermessstelle liegt mitten in einer dichten Industrieansiedlung mit mehreren großen Abwärmeproduzenten in unmittelbarer Nähe zu einem Oberflächengewässer. In diesem Fall sind die höchsten Grundwassertemperaturen im Winter und die niedrigsten im Sommer zu beobachten. Da das Oberflächengewässer durch Kühlwassereinleitungen, insbesondere während der Wintermonate, stark erwärmt wird erhöht sich durch infiltrierendes Oberflächenwasser auch die Grundwassertemperatur. Im Jahr 1991 war über das ganze Jahr in einer Tiefe zwischen 10 und 20 m unter Geländeoberkante eine Temperaturanomalie mit jahreszeitlichen Temperaturschwankungen von nur ca. 1 K zwischen 14,5 und 15,5 °C zu beobachten. Die Auswertung von Langzeituntersuchungen an Messstellen im Innenstadtbereich zeigen (Henning Energie- und Umweltberatung, 2010), dass langfristig auch mit einer Beeinflussung der Grundwassertemperaturen in größeren Tiefen zu rechnen ist. Die Abb. 7 kann dies beispielhaft an in einer Grundwassermessstelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Temperaturprofilen verdeutlichen. Die gemessenen Temperaturprofile in den Jahren 1984 und 1993 zeigen für die neutrale Zone in ca. 18 m Tiefe und dem tieferen Untergrund (mehr als 20 m Tiefe) in etwa den gleichen Temperaturverlauf. Ein Vergleich mit dem angenommenen „ungestörten“ Temperaturverlauf zeigt bis in rd. 70 m Tiefe einen deutlichen Anstieg der Untergrundtemperatur. In 40 m Tiefe beträgt dieser Temperaturunterschied noch rd. 0,5 K. Dieser bis Anfang der 1990er Jahre beobachtete Temperaturanstieg ist auf Veränderung des Lokalklimas zurückzuführen, die vermutlich auf eine Bebauung durch eine größere Wohnsiedlung, die in den 1960 bis 1970er Jahren in unmittelbar Nähe errichtet worden ist, zurückzuführen. Zwischen 1993 und 2010 ist ein weiterer Temperaturanstieg in der neutralen Zone um rd. 0,4 K zu beobachten. Dieser Temperaturanstieg macht sich zur Zeit bis in Tiefen von rd. 40 m bemerkbar. Da im Umfeld der Messstelle in diesem Zeitraum keine signifikanten Veränderungen durch z. B. Bebauung zu beobachten waren, die eine Veränderung des Lokalklimas bewirken können, besteht in diesem Fall vermutlich ein Zusammenhang mit den Auswirkungen der allgemeinen Klimaerwärmung. Im gleichen Zeitraum hat sich an der Säkularstation Potsdam die mittlere Lufttemperatur in 2 m Höhe um rd. 0,5 K erhöht (Henning Energie- und Umweltberatung, 2010). Karte der Grundwassertemperaturverteilung für den Bezugshorizont 20 m unter Geländeoberkante In der vorliegenden Karte ist die Grundwassertemperaturverteilung für den Bezugshorizont 20 m unter der Geländeoberkante im Bereich der sog. neutralen Zone für das Land Berlin dargestellt. Eine Beeinflussung durch die jahreszeitlichen Temperaturschwankungen ist in diesen Tiefen i. d. R. nicht vorhanden. Der Abstand zwischen den einzelnen Isolinien beträgt 1 °C. Die Grundwassertemperaturen schwanken zwischen kleiner 8,5 °C im Stadtrandbereich und mehr als 12,5 °C im dicht bebauten Innenstadtbereich bzw. in den Industriegebieten. Generell ist ein tendenzieller Temperaturanstieg vom Stadtrand zum Stadtzentrum hin zu beobachten. Der Temperaturverlauf im Nordosten zeigt einen kontinuierlichen Anstieg zum Stadtzentrum hin, während sich das übrige Stadtgebiet durch das Auftreten mehrerer kleinerer positiver und negativer Temperaturanomalien auszeichnet. Das stark bebaute und versiegelte Stadtzentrum wird von einer 11,5 °C – Isolinie eingeschlossen. Die im Stadtzentrum zu beobachtende Wärmeinsel mit Temperaturen von mehr als 12,5 °C wird durch den Großen Tiergarten, einer großen Grünfläche im Innenstadtbereich, durchbrochen. Innerhalb dieser Wärmeinsel sind – wie aus lokalen Untersuchungen bekannt ist – punktuelle Anomalien mit Temperaturen von über 13,0 °C zu beobachten. Die höchsten Temperaturen werden in der Nähe von Kühlwassereinleitungen der Heizkraftwerke gemessen. Außerhalb des Stadtzentrums korrelieren positive Temperaturanomalien ebenfalls mit hoch versiegelten Bereichen (vgl. Karte 01.02, SenStadt [9]) wie Nebenzentren und Industriegebieten. Unterhalb der ausgedehnten Waldgebiete im Stadtrandbereich von Südosten, Norden, Nordwesten und Südwesten liegen die Temperaturen im Bereich von 9 °C bzw. darunter. Ferner fallen negative Temperaturanomalien im Stadtgebiet von weniger als 10 °C mit Bereichen zusammen, die sich durch einen hohen Vegetationsanteil auszeichnen wie z. B. der Britzer Garten. Generell ergeben sich im dicht besiedelten Innenstadtbereich gegenüber dem Freiland Temperaturerhöhungen im Grundwasser von mehr als 4 °C. Karte der Grundwassertemperaturverteilung für den Bezugshorizont 0 m NHN Die zweite Karte zeigt die Grundwassertemperaturverteilung für den Bezugshorizont 0 m NHN im Land Berlin. Das entspricht in Abhängigkeit von der Lage im Urstromtal oder auf den Hochflächen einer Tiefe zwischen rd. 30 bis max. rd. 70 m unter Geländeoberkante (vgl. Abb. 3). In diesen Tiefen ist eine Beeinflussung durch die täglichen und jahreszeitlichen Temperaturschwankungen ausgeschlossen. In diesen Tiefen können sich jedoch langfristig anhaltende Temperaturänderungen, die z. B. durch eine veränderte bauliche Entwicklung oder klimatische Veränderungen verursacht werden, bemerkbar machen. Der Abstand zwischen den einzelnen Isolinien beträgt bei dieser Karte 1 °C. Ein direkter Vergleich dieser Karte mit der Ausgabe von 1999 ist aufgrund der unterschiedlichen Datengrundlage hinsichtlich der Messstellendichte und wegen der nicht so fein gewählten Temperaturabstufung für die Darstellung nicht möglich. Auch bei dieser Kartendarstellung schwanken die Grundwassertemperaturen zwischen kleiner 8,5 °C im Stadtrandbereich und mehr als 11,5 °C im dicht bebauten Innenstadtbereich. Im stark bebauten und versiegelten Stadtzentrum hat sich der Bereich, der von der 11,5 °C – Isolinie eingeschlossen wird, deutlich verkleinert (Tiefenlage ca. 30 m unter Geländeoberkante). Dagegen ist eine deutliche Vergrößerung der Gebiete zu beobachten, die im Temperaturbereich zwischen 8,5 und 9,5 °C liegen, was zum Teil auf die Tiefenlage des Darstellungshorizonts (zwischen größer 30 m und kleiner 70 m) zurückzuführen ist. Dazu gehören insbesondere die südöstlichen, nördlichen und nordwestlichen Stadtrandbereiche. Ein Vergleich mit der Karte zur Grundwassertemperaturverteilung für den Bezugshorizont 20 m unter Geländeoberkante zeigt, dass insbesondere die im südlichen und südöstlichen Stadtgebiet zu beobachtenden kleineren positiven und negativen Temperaturanomalien nicht mehr auftreten. Zusammenfassend ist festzustellen, dass sich im dicht besiedelten Innenstadtbereich gegenüber dem Freiland Temperaturerhöhungen im Grundwasser von mehr als 4 °C ergeben können und dieses somit deutlich erwärmt ist. Es besteht ein eindeutiger Zusammenhang mit den stadtklimatischen Verhältnissen an der Oberfläche. Dies belegen auch die Ergebnisse der regelmäßigen Untersuchungen an ausgewählten Temperaturmessstellen in unterschiedlichen stadtstrukturellen Lagen. Allgemein zeigt die oberflächennahe Grundwassertemperaturverteilung im Land Berlin einen Zusammenhang mit der Verteilung von Industrieansiedlungen, Abwärmeproduzenten, Oberflächenversiegelung, Freiflächen und anthropogen erwärmter Oberflächengewässer (s.a. Henning, 1990). Unter Berücksichtigung des Grundwasserströmungsfeldes kann davon ausgegangen werden, dass diese Faktoren einen wesentlichen Einfluss auf die Veränderung der Grundwassertemperatur haben. Da es in der Stadt in der Regel zu einer Häufung dieser Faktoren kommt, überlagern sich die Einflussgrößen gegenseitig. (Blobelt, 1999). Auf Grundlage von Daten aus Langzeituntersuchungen kann gezeigt werden, dass aufgrund der fortschreitenden baulichen Entwicklung aber auch der allgemeinen klimatischen Veränderungen von einer weiteren tief greifenden Erwärmung des oberflächennahen (kleiner 20 m Tiefe) und tieferen Untergrunds (bis 100 m Tiefe) und somit auch des Grundwassers auszugehen ist.

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