Urbane Wärmeinsel

Wärmeinseln

Überblick

Der KPI Wärmeinseln quantifiziert die Intensität des städtischen Wärmeinseleffekts (UHI) auf einem überwachten Standort. Der UHI-Effekt tritt auf, wenn bebaute Gebiete deutlich höhere Durchschnittstemperaturen aufweisen als umliegende ländliche Zonen — hauptsächlich durch den Ersatz natürlicher Böden durch wärmespeichernde Materialien wie Beton und Asphalt sowie die Reduzierung von Vegetationsflächen.

Dieser KPI wird durch zwei komplementäre satellitengestützte Indikatoren umgesetzt:

• UTFVI (Urban Thermal Field Variance Index — Index der urbanen thermischen Feldvarianz): misst die Intensität des städtischen Wärmeinseleffekts pro Pixel, skaliert relativ zum Gesamttemperaturbereich des Standorts und der thermischen Baseline nicht-urbaner Gebiete. Analysiert für April–August (Warmperiode).
• Night LST (Nächtliche Landoberflächentemperatur): misst die Bodentemperatur mittels Satellitenaufnahmen um ca. 01:30 Ortszeit, herunterskaliert von 1 km auf 25 m Auflösung. Nachtdaten eignen sich besonders zur Erkennung des UHI-Effekts, da die solare Tagesstrahlung das thermische Signal überlagert.

Beide Indikatoren sind invertiert: niedrigere Werte zeigen bessere (kühlere) Bedingungen an. Ein Standort mit geringer Urbanisierung und reichhaltiger Vegetation erreicht die Stufen A oder B; ein stark versiegelter städtischer Standort erreicht D oder E.

Der KPI ist an den ESRS-Berichtsthemen E1-1, ESRS 2 IRO-1, AR 11 ausgerichtet und deckt klimabezogene Risiken und Transitionsabhängigkeiten ab.

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Berechnungsmethodik

Das System berechnet den Urban Thermal Field Variance Index (UTFVI) pro Pixel für jeden Monat der Warmperiode (April–August) anhand von Landoberflächentemperaturdaten. Die Formel normalisiert die Pixeltemperatur gegenüber der thermischen Baseline nicht-urbaner Gebiete und dem Gesamttemperaturbereich:

$$\text{UTFVI} = \frac{LST_{pixel} - T_{nonurban,10p}}{T_{max} - T_{min}}$$

wobei LST_pixel = Landoberflächentemperatur am Pixel (°C), T_nonurban,10p = 10. Perzentil der LST über nicht-urbane, nicht-aquatische Pixel (thermische Baseline der ländlichen/natürlichen Landschaft), T_max / T_min = Maximum und Minimum der LST über das gesamte Analysegebiet

Eine Kalttemperaturbegrenzung wird angewandt: wenn LST_pixel < 15 °C, wird UTFVI auf min(0,19; berechneter Wert) begrenzt, wodurch Winter- oder Höhenpixel in Stufe A/B verbleiben.

Die nächtliche LST bei 1 km Auflösung wird mittels eines Random-Forest-Modells mit NDVI, Höhe und Landbedeckung als Prädiktorvariablen auf 25 m herunterskaliert. Die Daten stammen aus MODIS Aqua/Terra LST (NASA) bei 1.000 m Auflösung, ESA WorldCover bei 10 m und Sentinel-2 NDVI bei 10 m.

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Was Sie auf der Plattform sehen

Übersicht > Highlights > „Wärmeinseln" (Highlights-Karte)

Highlights-Karte. Eine Karte im Bereich Übersicht > Highlights, die diesen KPI auf einen Blick zusammenfasst.

Zweck: Ein schnelles Signal zur Intensität der Wärmeinseln am Standort zu geben.

Beschreibung: Die Karte ist mit „Wärmeinseln" beschriftet und zeigt ein Flammen-Symbol. Sie erscheint im horizontalen Highlights-Streifen neben anderen KPI-Karten. Die Karte zeigt die UTFVI-Qualitätsstufe für den Standort. Im Portfolio-Übersichtsmodus aggregiert die Karte Informationen über alle Standorte.

UTFVI-Qualitätsskala
A
B
C
D
E
Keine< 0,2
Schwach0,2 – 0,4
Mäßig0,4 – 0,6
Stark0,6 – 0,8
Sehr stark> 0,8

Berechnung: Die angezeigte Stufe wird aus dem mittleren UTFVI-Wert des Standorts für den aktuellsten Analysemonat in der Warmperiode abgeleitet und auf die Fünf-Stufen-Qualitätsskala (A–E) abgebildet.

Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte zeigen bessere Bedingungen an.

Interpretationsbeispiel:

Wenn die Karte Stufe „B" (grün) zeigt, hat der Standort einen milden UHI-Effekt — Vegetation und natürliche Oberflächen mäßigen die Temperaturen noch. Bei „D" (orange) ist erheblicher thermischer Stress vorhanden und Minderungsmaßnahmen werden empfohlen.

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Übersicht > Highlights > „Wärmeinseln" (Highlights-Tabellenzeile)

Highlights-Tabellenzeile. Eine Zeile in der Multi-Standort-KPI-Vergleichstabelle im Highlights-Bereich, beschriftet mit „Wärmeinseln", mit der Spaltenüberschrift „Städtische Wärmeinseln (STANDORT/KONTROLLE)".

Zweck: Die UHI-Intensität jedes überwachten Standorts mit seinem Kontrollgebiet vergleichen und Standorte im Portfolio zu bewerten.

Beschreibung: Die Zeile zeigt für jeden Standort zwei Werte nebeneinander: den STANDORT-Score (ROI) und den KONTROLL-Score (CA), jeweils als Qualitäts-Badge (Ausgezeichnet / Ok / Bedenklich / Kritisch / Sehr kritisch). Ein Tooltip in der Spaltenüberschrift lautet: „Quantifiziert die Intensität der lokalisierten Erwärmung in urbanisierten Gebieten im Vergleich zu umliegenden ländlichen Gebieten."

Berechnung: Jedes Badge entspricht dem mittleren UTFVI-Wert des Standorts, klassifiziert nach der invertierten Fünf-Stufen-Qualitätsskala.

Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere UTFVI-Werte zeigen bessere Bedingungen an.

Legende:

Interpretationsbeispiel:

Wenn das Standort-Badge „Bedenklich" (gelb) zeigt und das Kontroll-Badge „Ausgezeichnet" (grün), weist der überwachte Standort eine messbar höhere UHI-Intensität auf als sein Kontrollgebiet — ein Hinweis darauf, dass die Urbanisierung des Standorts lokalisierten thermischen Stress erzeugt.

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Bewertung > Risiken > „Wärmeinseln" (Blasenraster)

Blasenraster. Ein Raster mit 5 Spalten × 5 Zeilen (oder 6 Zeilen), das die Verteilung der UTFVI-Stufen über die Standortfläche für jeden Monat von April bis August zeigt.

Zweck: Zeigen, wie die UHI-Intensität über die Standortfläche während der Warmperiode Monat für Monat verteilt ist.

Beschreibung: Das Diagramm ist mit „Wärmeinseln" unter der Gruppe „Thermisch" im Bereich Risiken überschrieben, mit dem ESRS-Badge „E1-1, ESRS 2 IRO-1, AR 11". Das Raster hat fünf Spalten (April bis August) und fünf oder sechs Zeilen (UTFVI-Intensitätsstufen). Jede Zelle enthält eine proportionale Blase, die dem Prozentanteil der Standortfläche auf dieser UTFVI-Stufe für diesen Monat entspricht. Größere Blasen bedeuten einen höheren Anteil des Standorts auf dieser Intensitätsstufe. Der Standort-/Kontrollgebiet-Umschalter wechselt zwischen ROI- und CA-Daten. Ein Klick auf eine Monatsspaltenüberschrift öffnet eine seitliche Legende mit der Night-LST-Verteilung für diesen Monat (ROI vs. CA), einschließlich der Ua-, FUa- und PUa-Indexwerte.

Berechnung: Für jeden Monat und jede UTFVI-Stufe wird der Prozentanteil der Standortpixel berechnet, die in den Bereich dieser Stufe fallen. Der Blasenradius wird proportional zu diesem Prozentsatz skaliert.

Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere UTFVI-Werte zeigen bessere Bedingungen an.

Legende:

Interpretationsbeispiel:

Wenn im Juni die Blase der Zeile „Keine" groß ist (z. B. 70 % der Fläche) und „Stark" klein ist (5 %), hat der größte Teil des Standorts im Juni einen vernachlässigbaren UHI-Effekt — ein positives Signal. Wenn die Zeile „Sehr stark" von April bis August wächst, verschlechtert sich die UHI-Intensität in den heißesten Monaten.

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Bewertung > Risiken > „Wärmeinseln (UTFVI)" (Assessment-Seitenleistenzeile)

Assessment-Seitenleistenzeile. Eine Zeile in der Risikokategorie der Bewertungsnavigations-Seitenleiste, beschriftet mit „Wärmeinseln (UTFVI)", die UTFVI-Verteilungsbalken für die Standortfläche zeigt.

Zweck: Einen schnellen Überblick über die UTFVI-Verteilung im Kontext aller Risikoindikatoren zu geben, zugänglich von jeder Bewertungsseite.

Beschreibung: Die Zeile zeigt die Beschriftung „Wärmeinseln (UTFVI)" und eine Reihe horizontaler proportionaler Balken, die den Prozentanteil der Standortfläche auf jeder UTFVI-Stufe darstellen. Jedes Balkensegment ist gemäß der Stufenfarbe eingefärbt. Die Zeile erscheint auf allen Bewertungsseiten in der linken Seitenleiste unter dem Bereich Risiken.

Berechnung: Die Balkenproportionen spiegeln den Prozentanteil der Standortpixel auf jeder UTFVI-Stufe für den aktuell ausgewählten Monat in der Warmperiode wider.

Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte zeigen bessere Bedingungen an.

Legende:

Interpretationsbeispiel:

Wenn der Seitenleistenbalken überwiegend grün zeigt (Keine/Schwach), ist der Standort weitgehend frei von Wärmeinseleffekten. Zunehmende orange und rote Segmente deuten auf wachsenden thermischen Stress hin.

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Karten > Risiken > „Städtische Wärmeinseln" (Kartenebene)

Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die räumliche Verteilung der UTFVI-Intensität über die Standortfläche für ein ausgewähltes Datum im April–August zeigt.

Zweck: Genau zu zeigen, wo innerhalb des Standorts die städtischen Wärmeinseleffekte am stärksten sind und die räumliche Identifikation thermischer Hotspots zu ermöglichen.

Beschreibung: Die Karte visualisiert UTFVI-Werte als diskrete 5-Klassen-Farbskala. Jedes Pixel ist gemäß seiner UTFVI-Stufe (A–E) eingefärbt. Die Ebene ist unter der Registerkarte „Risiken" im Kartenebenen-Panel zugänglich. Ein animierter Tooltip auf der Ebene lautet „Städtische Wärmeinseln während {Datum}". Ein Info-Tooltip erklärt: „Die ausgewählte Ebene misst die Intensität von Wärmeinseln in städtischen Gebieten und gibt Aufschluss über die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf das lokale Klima." Wenn eine UTFVI-Ebene generiert wird, wird automatisch eine Nachttemperatur-Ebene für dasselbe Datum erstellt.

Berechnung: Der UTFVI jedes Pixels wird aus der Satelliten-LST berechnet und in eine von fünf Stufen eingestuft. Die Farbskala ist diskret mit festen Grenzen bei 0,2 — 0,4 — 0,6 — 0,8.

Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere UTFVI-Werte zeigen bessere Bedingungen an.

Legende:

Interpretationsbeispiel:

Wenn die Karte ein überwiegend grünes Gebiet (Stufe A) mit vereinzelten orangefarbenen Flecken (Stufe D) nahe versiegelter Flächen zeigt, hat der größte Teil des Standorts einen minimalen UHI-Effekt; thermische Hotspots sind in der Nähe versiegelter Flächen wie Parkplätzen oder Dächern lokalisiert.

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Karten > Risiken > „Nächtliche Bodentemperatur" (Kartenebene)

Kartenebene. Eine interaktive Kartenüberlagerung, die die räumliche Verteilung der nächtlichen Landoberflächentemperatur über den Standort zeigt, herunterskaliert auf 25 m Auflösung.

Zweck: Eine hochauflösende räumliche Ansicht der nächtlichen thermischen Bedingungen zu bieten — das klarste Signal zur Identifikation, wo der UHI-Effekt während der kühleren Stunden am stärksten ist.

Beschreibung: Die Ebene ist als „Nächtliche Bodentemperatur" in der Kategorie Risiken aufgeführt. Ein animierter Tooltip lautet „Nachttemperatur während der {Woche}. Woche im {Monat}". Die Karte verwendet eine kontinuierliche Jet-Farbskala (blau = kühler, rot = wärmer), dynamisch auf den Temperaturbereich des Standorts skaliert. Ein Info-Tooltip erklärt: „Die Nachttemperatur ist die mit nächtlichen Satellitenaufnahmen geschätzte Bodentemperatur. Diese Aufnahmen sind ideal zur Untersuchung der Effekte städtischer Wärmeinseln, da sie die bedeutendsten thermischen Unterschiede zwischen städtischen und ländlichen Umgebungen hervorheben." Das Panel zeigt auch die Ua-, FUa- und PUa-Indexwerte.

Berechnung: Die nächtliche LST bei 1 km Auflösung wird mittels eines Random-Forest-Modells mit NDVI, Höhe und Landbedeckung als Variablen auf 25 m herunterskaliert. Die Farbskala ist kontinuierlich und automatisch auf den Temperaturbereich des Standorts skaliert.

Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte zeigen bessere Bedingungen an.

Interpretationsbeispiel:

Wenn die Karte einen kühlen (blauen) Kern in einem Waldgebiet und warme (rote) Flecken über einem Parkplatz oder Industriedach zeigt, ist der nächtliche Temperaturkontrast zwischen bewachsenen und versiegelten Flächen hoch — ein Hinweis auf aktive Wärmeinselbildung bei Nacht.

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Survey > Übersicht > „Städtische Wärmeinseln" (Standortfortschrittsspalte)

Standortfortschrittsspalte. Eine Spalte in der Multi-Standort-Übersichtstabelle, die das UTFVI-Qualitäts-Badge für jeden überwachten Standort zeigt (Standort- und Kontrollgebietwerte).

Zweck: Einen Vergleich der Wärmeinselintensität auf Portfolioebene über alle überwachten Standorte zu ermöglichen.

Beschreibung: Die Spalte hat die Überschrift „Städtische Wärmeinseln (STANDORT/KONTROLLE)". Jede Zeile zeigt zwei Qualitäts-Badges — eines für den Standort (ROI) und eines für das Kontrollgebiet (CA) — auf der Fünf-Stufen-Skala (Ausgezeichnet / Ok / Bedenklich / Kritisch / Sehr kritisch). Ein Tooltip in der Überschrift erklärt die Bedeutung des Indikators.

Berechnung: Das Badge wird basierend auf dem mittleren UTFVI-Wert des Standorts zugewiesen, klassifiziert nach der invertierten Fünf-Stufen-Qualitätsskala.

Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere UTFVI-Werte zeigen bessere Bedingungen an.

Legende:

Interpretationsbeispiel:

Ein Standort mit „Sehr kritisch" (rot) neben einem Kontrollgebiet mit „Ok" (hellgrün) deutet auf eine schwere Wärmeinselintensität am Standort im Vergleich zur umgebenden Landschaft hin — ein erhebliches Umweltrisiko.

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Bewertung > Trends > „Urban Heat Field Variance Index" (Liniendiagramm)

Liniendiagramm. Ein mehrjähriges Trenddiagramm, das UTFVI-Werte im Zeitverlauf für den ausgewählten Standort zeigt.

Zweck: Zu verfolgen, ob die Wärmeinselintensität am Standort sich über mehrere Jahre verbessert, verschlechtert oder stabil bleibt.

Beschreibung: Das Diagramm ist im Bereich der mehrjährigen Trends zugänglich. Der Trendtyp ist als „Urban Heat Field Variance Index" gekennzeichnet. Das Diagramm stellt monatliche oder jährliche UTFVI-Werte auf der Y-Achse gegen die Zeit auf der X-Achse dar. Standort- und Kontrollgebiettrends werden als separate Linien angezeigt.

Berechnung: UTFVI-Werte werden für jedes verfügbare Datum im April–August-Warmperiodenfenster berechnet, unter Verwendung derselben Formel wie für die monatlichen Karten.

Hinweis: Dieser Indikator ist invertiert — niedrigere Werte zeigen bessere Bedingungen an.

Interpretationsbeispiel:

Wenn die Standortlinie über fünf Jahre einen steigenden UTFVI-Trend zeigt, während die Kontrolllinie stabil bleibt, erlebt der Standort zunehmenden städtischen thermischen Stress — wahrscheinlich aufgrund zunehmender versiegelter Flächen oder Vegetationsverlust.

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