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Grundwassertemperatur 2020

Methode

Es erfolgte eine flächenspezifische Extrapolation der Messwerte aus den Jahren 2015 bis 2019. Die Anpassungsfaktoren wurden auf Basis der Temperaturveränderungen aus langjährigen Messreihen (2015-2020) an Temperaturmessstellen ermittelt. In Abbildung 5 sind unterteilt nach Grün-/Freiflächen und bebauten Flächen die gemittelten Temperaturveränderungen über 5 Jahre über die gesamte Tiefe dargestellt.

Für Frei- und Grünflächen ergibt sich für den Tiefenhorizont 20 m unter der Geländeoberfläche eine Temperaturerhöhung von 0,28 K in 5 Jahren. Die Temperaturveränderung bei bebauten Flächen ist aufgrund von anthropogenen Einflussfaktoren etwas höher mit 0,41 K in 5 Jahren. Für 40 m unter der Geländeoberkante fällt der Anpassungsfaktor geringer aus und beträgt für bebaute Flächen 0,16 K in 5 Jahren, bei Grün- und Freiflächen lediglich 0,05 K in 5 Jahren, welche die Messungenauigkeit des Messgerätes unterschreitet. In diesem Tiefenhorizont wird daher lediglich eine Anpassung der Messwerte bei bebauten Flächen vorgenommen.

Abb. 5: Vergleich der gemittelten Temperaturveränderung in fünf Jahren für Grün- und Freiflächen und bebaute Flächen anhand der Messreihen 2015-2020
Abb. 5: Vergleich der gemittelten Temperaturveränderung in fünf Jahren für Grün- und Freiflächen und bebaute Flächen anhand der Messreihen 2015-2020
Bild: Mathée H. K. 2021

Um eine flächenhafte Aussage über die Temperaturverteilung im Untergrund zu erhalten, wurde als nächster Schritt eine IDW-Interpolation (Inverse-Weighted Distance) durchgeführt. Mit Hilfe dieser deterministischen Interpolationsmethode werden Oberflächen aus gemessenen Punkten basierend auf dem Grad der Ähnlichkeit erzeugt. Voraussetzung für die Anwendung dieser Methode ist, dass die Grundwassertemperatur eine regionalisierte, das heißt eine ortsabhängige Variable ist. Eine regionalisierte Variable zeichnet sich u. a. dadurch aus, dass sich benachbarte Punkte stärker ähneln als weiter entfernt liegende.

Dies ist im Fall der Temperaturmessungen nur bedingt der Fall, da lokalklimatische Verhältnisse an der Oberfläche die Temperaturverteilung im oberflächennahen und zunehmend auch im tieferen Untergrund beeinflussen. Teilweise ist zu beobachten, dass die Temperaturänderungen sehr kleinräumig sind und die vorhandenen Temperaturmessstellen, insbesondere Messstellen, die den tieferen Untergrund mit mehr als 50 m Tiefe erschließen, nicht gleichmäßig über das Land Berlin verteilt vorliegen. In den tieferen Bereichen betragen die Messpunktabstände teilweise mehr als 5 km.

Bei der Erstellung der Karte wurde daher darauf geachtet, dass die verwendeten Messstellen möglichst unbeeinflusst von lokalen Temperaturbeeinflussungen sind. Bei einer städtischen Bebauung wie im Land Berlin mit einer unterschiedlichen Verteilung von Baukörpern und einem häufigen Wechsel zwischen unversiegelten Grünflächen und hoch versiegelten städtischen Bereichen ist dies von besonderer Relevanz. Bei einer ländlichen Umgebung mit weniger variablen Oberflächenverhältnissen, die das lokale Klima und in der Folge die oberflächennahen Temperaturverhältnisse im Untergrund beeinflussen, ist die Temperaturverteilung im Untergrund homogener. Es ist zu beachten, dass im Stadtgebiet die Temperaturmesswerte einer Messstelle häufig die Verhältnisse in einem Umkreis von wenigen 10 bis 100 Metern um den Messstandort wiedergeben. Potenziell kleinräumige Temperaturänderungen im oberflächennahen Untergrund werden dadurch evtl. nicht erfasst und der Verlauf der Temperaturisolinien kann daher mit einer hohen Ungenauigkeit behaftet sein.

Es ist zu beachten, dass aufgrund des Abstands der Messpunkte nicht alle räumlichen Strukturen an der Oberfläche und im Untergrund aufgelöst und deshalb in ihrer Wirkung auf die Temperaturverhältnisse berücksichtigt werden können. Messpunkte, welche kleinräumige Temperaturanomalien darstellen, wurden daher größtenteils vor der Interpolation entfernt.