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Geothermie: Satelliten suchen nach Wärmeinseln in Städten

Bei urbanen Wärmeinseln in Städten wie Karlsruhe spielen Faktoren wie Besiedlung, Flächenversiegelung, Vegetation, Wärmeabstrahlung von Gebäuden, Industrie und Verkehr zusammen. (Foto: KIT)
Bei urbanen Wärmeinseln in Städten wie Karlsruhe spielen Faktoren wie Besiedlung, Flächenversiegelung, Vegetation, Wärmeabstrahlung von Gebäuden, Industrie und Verkehr zusammen. (Foto: KIT)

Unterirdische Wärmeinseln in Städten bergen großes geothermisches Potenzial und sollen nun einfacher aufgespürt werden. Mithilfe von Satellitenaufnahmen bestimmten Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) nun die Grundwassertemperatur.

18.12.2015 – Über die Ergebnisse des Forschungsprogramms berichtet die Gruppe von Wissenschaftlern vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) und vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMK-ASF) des KIT sowie von der ETH Zürich in der Fachzeitschrift „Environmental Science & Technology“. Ziel der Forscher war es, unterirdische Wärmeinseln schneller und zielgenauer zu bestimmen. Denn Messungen der Grundwassertemperatur und Interpolationen sind zeitaufwendig und teuer.

Daher untersuchten sie zunächst das noch wenig bekannte Verhältnis von ober- und unterirdischen Temperaturen in den vier deutschen Großstädten Berlin, München, Köln und Karlsruhe. Sie stellten dabei eine räumliche Korrelation von bis zu 80 Prozent fest. In älteren Städten wie Köln waren die Übereinstimmungen größer als in jungen wie etwa Karlsruhe. Je älter eine Stadt also, desto stärker ist die Erwärmung des Untergrunds, so die Forscher. Die Grundwassertemperatur war in 95 Prozent der untersuchten Gebiete höher als die Oberflächentemperatur, was offenbar auf anthropogene Wärmequellen wie Abwasserkanäle, Gebäudekeller oder der Reinjektion von Kühlwasser zurückführen ist.

Zugriff auf Daten zur Bebauungsdichte und Kellertemperatur

Um die Grundwassertemperatur zuverlässig zu schätzen, reicht die satellitengestützte Messung der Oberflächentemperatur  allerdings alleine nicht aus. Deshalb griff die Forschungsgruppe auf Daten zur Bebauungsdichte und Kellertemperatur zurück. Mithilfe der zusätzlichen Informationen gelang es in den Untersuchungsgebieten, die regionalen Grundwassertemperaturen mit einem mittleren absoluten Fehler von 0,9 Kelvin zu schätzen.

„Diese Methode ermöglicht eine erste Bewertung der unterirdischen Wärmeinseln und damit der ökologischen Bedingungen im Grundwasser und des geothermischen Potenzials, ohne dass dafür aufwendige Grundwassertemperaturmessungen und Interpolationen erforderlich sind“, berichtet stolz Philipp Blum, Professor für Ingenieurgeologie am AGW des KIT und Mitautor der Studie. cw


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