Projektabschluss Stadtklimaanalyse 2024

Punkt 5: Projektabschluss Stadtklimaanalyse 2024 
 (V-Nr. 2024/0377) 
- Kenntnisnahme - 
 
Der Ausschuss für Klimaschutz, Nachhaltigkeit, Umwelt und Stadtplanung  
nimmt von der Vorlage Kenntnis.

- 2 - 
 
Magistratsvorlage 
 
Eingang Magistrats - 
geschäftsstelle:  
07.01.2025 
an den Magistrat  
   zur Kenntnis 
   zur Beschlussfassung  
 
Beteiligt vor 
Magistratsbeschlussfassung:  
Dezernat III an die Stadtverordne tenversammlung  
   OBW zur Befassung  
   zur Kenntnis 
   zur Beschlussfassung  
   zur abschließenden Beschluss - 
       fassung Fachausschuss  
 
 
Amt: Amt für 
Klimaschutz und 
Klimaanpassung  
 OBW bei abschl. 
Beschlussfassung Magistrat  
Behandlung in  
öffentl. Sitzung  
Ja 
 
Nein 
 
Verteiler: 
III 69 
 
Stvv 
 
 
 
Ja 
 
Nein  
 
Vorlage-Nr. 2024/0377 
 
Magistratsbeschluss -Nr. 
17 
 
Internetfähig     
 
Produkt-Nr.:       
Kostenstelle:        Investitionsnummer:        
Kostenträger:        Sachkonto:       
 
Betreff: Projektabschluss Stadtklimaanalyse 2024  
 
Vorlage vom: 18.12.2024  
 
Beschlussvorschlag : 
 
Magistrat und Stadtverordnetenversammlung nehmen die Ergebnisse der Stadtklimaanalyse zur 
Kenntnis. 
 
 
Anlagen: Stadtklimaanalyse  
 
Datenschutzrelevante Anlage:   
 
Folgekosten:    Ja    Nein

- 3 - 
 
Zusätzlich für alle Vorlagen aus dem Bereich des Hochbaus anzugeben:  
Klimarelevanz des Vorhabens:     
Auswirkungen auf Stadtklima:   ja  nein 
Auswirkungen auf THG -Emissionen:   gering1)  mittel/groß 2) 
Beteiligung Amt f. Klimaschutz & Klimaanpassung:   ja  nein 
Zusätzlich bei Beschlüssen zur Baufreigabe:    
Wurden Optimierungspotentiale ausgeschöpft?   ja  nein 
Falls nein, Kompensationsmaßnahmen festgelegt?   ja  nein 
1) bis 10 Tonnen Kohlendioxid-Äquivalente (CO2e) pro Jahr, 2) über 10 Tonnen CO2e pro Jahr. 
 
Beschluss des Magistrats vom 15.01.2025 
 
Der Magistrat nimmt die Vorlage zur Kenntnis.

- 4 - 
Begründung zur Magistratsvorlage vom 18.12.2024  
 
1. Hintergrund 
Im Kontext der derzeitigen Erstellung des Klimaanpassungsplans erfolgte eine umfängliche 
Betroffenheitsanalyse zur Abschätzung der Folgen der Klimakrise auf das Stadtklima der 
Wissenschaftsstadt Darmstadt. Hierzu wurde eine Stadtklimaanalyse durchgeführt. Ein 
besonderer Fokus lag hierbei auf dem Thema „Städtischer Wärmeinseleffekt“, also der 
Detektion von bereits heute überwärmten Stadtgebieten.    
Das im Sommer 2023 begonnene Projekt „Stadtklimaanalyse“ wurde durch das Thüringer 
Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz GmbH (ThINK) unter Federführung des Amtes für 
Klimaschutz und Klimaanpassung der Wissenschaftsstadt Darmstadt bearbeitet. Das Projekt 
mit einem Gesamtvolumen von ca. 57.040 € wurde zu 90 Prozent aus Mitteln der 
Förderrichtlinie des Landes Hessen zur Förderung von kommunalen Klimaschutz- und 
Klimaanpassungsprojekten finanziert. Die Wissenschaftsstadt Darmstadt trug demnach einen 
Eigenanteil von ca. 5.704 €.  
Zentrales Ergebnis der Stadtklimaanalyse (Bericht s. Anlage) ist die sogenannte 
„Klimaanalysekarte“, welche unter anderem die zehn Klimatope Darmstadts, den Grad der 
städtischen Überwärmung sowie Kaltluftabflüsse und Luftleitbahnen aufzeigt. Die 
„Planungshinweiskarte“ als zweites zentrales Kartenwerk spricht auf Grundlage der 
Klimaanalyse Maßnahmenempfehlungen zur Optimierung von Stadtgebieten aus. Diese sind 
bspw. Begrünung, Entsiegelung oder Freihaltung und Stärkung von Kalt- und 
Frischluftschneisen im Stadtgebiet. Beide Kartenwerke und weitere Darstellungen der in diese 
Karten eingeflossenen Daten bilden die Grundlage für künftige stadtklimatische bzw. 
stadtplanerische Abwägungsprozesse (alle Karten sind im Bericht enthalten und hochauflösend 
online unter www.darmstadt.de/klimaschutz abrufbar). 
Neben diesen primären Ergebnissen wurden weitere Kartenwerke erstellt, welche Teilaspekte 
der Klimaanalyse aufzeigen – hierzu gehören unter anderem der „Wärmebelastungsindex“, die 
„Landoberflächentemperatur“ sowie der „Versiegelungsgrad“. Der ermittelte hohe 
Versiegelungsgrad des Siedlungskörpers trägt maßgeblich zum ausgeprägten Wärmeinseleffekt 
der Stadt bei.  
Dieser Wärmeinseleffekt wurde neben der hier beschriebenen Klimaanalyse durch eine 
Messkampagne des Amtes für Klimaschutz und Klimaanpassung in Zusammenarbeit mit dem 
Deutschen Wetterdienst (DWD) konkret belegt und veranschaulicht. So ist das Stadtzentrum im 
Mittel um etwa zwei Grad Celsius gegenüber dem Umland erwärmt. Aus der Messkampagne 
mit dem DWD wird ersichtlich, dass das Maximum der Temperaturunterschiede im Juli 2023 
sogar bei über neun Grad Celsius lag.  
Mittels Satellitendaten und Drohnenbefliegungen konnten im Rahmen der Klimaanalyse 
weiterhin hochauflösend „Hitze-Hot-Spots“ detektiert werden. Sommerliche 
Oberflächentemperaturen jenseits der 50 Grad Celsius-Marke sind demnach keine Seltenheit, 
wie die Thermalbefliegungen des Karolinenplatzes, des Staatstheaters mit Vorplatz und des 
Bahnhofsvorplatzes vom 30. Juli 2024 zeigten. 
Zeitreihenanalysen zeigen im Bericht zur Klimaanalyse (s. Anhang) einen Anstieg der 
Lufttemperatur in Darmstadt bereits zum heutigen Zeitpunkt deutlich auf. Darüber hinaus ist 
bis zum Jahr 2100 im Falle eines „Weiter-wie-bisher“-Szenarios des Weltklimarates (auch 
„worst-case-Szenario“ genannt) bezüglich der globalen Treibhausgasemissionen mit einer

Erhitzung um vier Grad Celsius gegenüber der vorindustriellen Referenzperiode 1881-1910 
bzw. um ca. zwei Grad Celsius beim „Klimaschutz-Szenario“ (Pariser Klimaschutzabkommen) 
zu rechnen.  
Im Falle dieses „worst-case-Szenarios“ würde eine zusätzliche Anzahl von 23 bis 37 Hitzetagen 
(bisher im Zeitraum 1991-2020 im Mittel 17 Hitzetage) und 13 bis 23 zusätzliche 
Tropennächte (bisher im Zeitraum 1991-2020 im Mittel 0-1 Nacht) bedeuten. Der 
Niederschlagstrend mit zunehmender Sommertrockenheit würde sich in beiden Szenarien 
fortsetzen, ohne konsequenten Klimaschutz in drastischer Form. Mithilfe von Satellitenbildern 
konnte bereits zum heutigen Zeitpunkt gezeigt werden, dass der Westwald durch die jüngst 
zurückliegenden Dürresommer (2018 ff) im Vergleich zum vitaleren Ostwald enorm an 
Kühlleistung verloren hat.  
Neben lokaler Klimafolgenanpassung an die bereits eingetretenen Folgen der durch den 
Menschen verursachten Klimaerwärmung ist es von zentraler Bedeutung, dem Klimaschutz auf 
allen Ebenen, lokal wie global, höchste Priorität einzuräumen. 
Wichtig zu betonen ist hierbei, dass die Grenzen der Klimafolgenanpassung für große Teile 
Mitteleuropas bei eintreten des sog. „worst-case-Szenario“ des Weltklimarates mit großer 
Wahrscheinlichkeit überschritten würden und – gerade im Rhein-Main-Gebiet – eine Anpassung 
an die Folgen dieser dramatischen Veränderungen weder technisch möglich bzw. wirtschaftlich 
darstellbar wären. Oberste Priorität muss dementsprechend weiterhin der Klimaschutz – also 
die konsequente Reduktion der Treibhausgasemissionen haben – um eine 
Klimafolgenanpassung zu ermöglichen. 
Wie sich die Wissenschaftsstadt Darmstadt neben konsequentem Klimaschutz an die bereits 
heute eingetretenen sicht- und spürbaren Folgen der Klimaerwärmung anpassen will, zeigt der 
voraussichtlich im ersten Quartal 2025 erscheinende Klimaanpassungsplan. Die jüngsten 
Ergebnisse der Stadtklimaanalyse werden darin ausführlich erörtert. 
 
Dezernat III 
 
 
 
Michael Kolmer  
Stadtrat

Stadtklimaanalyse für die 
Wissenschaftsstadt Darmstadt 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ThINK –  
Thüringer Institut für Nachhaltigkeit  
und Klimaschutz GmbH

II  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bearbeitung:  
 
Projektleitung: Jakob Maercker 
Mitarbeit: Dennis Kehl, Lisa Mastaler 
 
Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz (ThINK GmbH) 
Hainstraße 1a 
07745 Jena 
 
 
im Auftrag der: 
 
Wissenschaftsstadt Darmstadt 
Amt für Klimaschutz und Klimaanpassung 
Bessunger Straße 125 – Block A 
64295 Darmstadt 
 
 
 
 
 
 
Endfassung vom 22.11.2024

III  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Inhalt
Abbildungen ................................ ................................ ................................ .... 5 
Tabellen ................................ ................................ ................................ ......... 9 
1. Einführung und Zielstellung der Stadtklimaanalyse ................................ ............. 10 
2. Geographische Rahmenbedingungen ................................ ............................  11 
3. Klimatische Entwicklung in Darmstadt ................................ .............................  12 
3.1 Klimastationsauswertung ................................ ................................ ................ 12 
3.2 Klimaprojektionsauswertung ................................ ................................ ............ 20 
4. Stadtklimaanalyse ................................ ................................ .....................  28 
4.1 Besonderheiten des Stadtklimas ................................ ................................ ....... 28 
4.1.1 Einführung Stadtklima ...................................................................................... 28 
4.1.2 Städtischer Wärmeinseleffekt ............................................................................ 29 
4.2 Klimaanalysekarte Einführung ................................ ................................ .......... 30 
4.3 Klimatope ................................ ................................ ................................ ... 30 
4.4 Das Kaltluftabflussmodell KLAM_21 ................................ ................................ .. 35 
4.4.1 Theoretische Grundlagen ................................................................................. 35 
4.4.2 Praktische Umsetzung – Vorbereitung der Modellierung .......................................... 36 
4.4.3 Praktische Umsetzung – Datenaufbereitung nach der Modellierung ........................... 38 
4.5 Ergebnisse der Kaltluftmodellierung ................................ ................................ ... 41 
4.5.1 Kompletter Zeitverlauf der Kaltluftvolumenstromdichte.............................................. 41 
4.5.2 Grundlage für die Darstellung in der Klimaanalysekarte – Zeitschritt nach zwei Stunden 
Simulationszeit ............................................................................................... 47 
4.6 In der Klimaanalysekarte dargestellte Kaltluftmerkmale ................................ .......... 50 
4.6.1 Luftleitbahn .................................................................................................... 50 
4.6.2 lokaler Kaltluft(ab)fluss ...................................................................................... 51 
4.6.3 Talwind ........................................................................................................ 51 
4.6.4 Kaltlufteinzugsgebiet ....................................................................................... 52 
4.6.5 Kaltluftstau ..................................................................................................... 52 
4.6.6 Kaltlufthindernis bzw. Kaltluftbarriere................................................................... 53 
4.6.7 Eindringtiefe der Kaltluft ................................................................................... 54 
4.7 Überwärmung – Wärmebelastungsindex und Verschattungsanalyse ......................... 54 
4.7.1 Wärmebelastungsindex - Eingangsdaten ............................................................. 54 
4.7.2 Wärmebelastungsindex – Methodik und Ergebnis ................................................. 55 
4.7.3 Verschattungsanalyse ...................................................................................... 58 
4.8 Exkurs: Analyse der Vegetationsvitalität im Herrngarten für zwei verschiedene Jahre 
anhand des NDVI ................................ ................................ ........................ 59 
4.9 Verkehrsbelastung ................................ ................................ ......................... 63

4  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
4.10 Anlagen nach Bundes-Immissionsschutzverordnung ................................ ............... 63 
4.11 Darstellung und Auswertung der Klimaanalysekarte nach VDI 3787, Blatt 1 .............. 64 
4.12 Exkurs: Entwicklung einer alternativen Klimaanalysekarte................................ ........ 67 
4.13 Planungshinweiskarte Einführung ................................ ................................ ...... 70 
4.14 Planungshinweiskarte – Methodische Herleitung ................................ .................. 73 
4.15 Darstellung und Auswertung der Planungshinweiskarte nach VDI 3787, Blatt 1 .......... 74 
4.16 Exkurs: Entwicklung einer alternativen Planungshinweiskarte................................ .... 77 
5. Betroffenheitsanalyse Wärmebelastung für die Bevölkerung und in sozialen 
Einrichtungen ................................ ................................ ...........................  80 
6. Thermaldrohnenbefliegung ................................ ................................ .......... 83 
6.1 Methodik und Anlass ................................ ................................ ..................... 83 
6.2 Standort Platz der Deutschen Einheit / Hauptbahnhof ................................ ........... 83 
6.3 Standort Europaplatz ................................ ................................ ..................... 85 
6.4 Standort Herrngarten und Karolinenplatz ................................ ............................ 86 
6.5 Standort am Staatstheater / Georg-Büchner-Platz / Wilhelminenplatz ...................... 88 
7. Fazit ................................ ................................ ................................ ...... 90 
Literatur ................................ ................................ ................................ ........ 91 
Anhang ................................ ................................ ................................ ........ 97

5  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Abbildungen 
Abbildung 1: Lage der DWD-Messstation Darmstadt an der Dieburger Straße. Quelle: 
eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD, Google Maps. ................... 12 
Abbildung 2: Mittlere jährliche Lufttemperatur an der der DWD-Messstation Darmstadt 
für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, 
Datengrundlage: DWD. ................................................................. 14 
Abbildung 3: Mittlere jährliche Lufttemperatur an der der DWD-Messstation Frankfurt für 
den Zeitraum 1938-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: 
DWD. ........................................................................................ 14 
Abbildung 4: Vergleich der mittleren monatlichen Lufttemperatur an der DWD-
Messstation Frankfurt für die beiden Klimaperioden 1961-1990 und 
1991-2020. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. ........... 15 
Abbildung 5: Jährliche Anzahl an Hitzetagen (Tage mit Tmax ≥ 30 °C) an der DWD-
Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene 
Erstellung, Datengrundlage: DWD. .................................................. 17 
Abbildung 6: Jährliche Anzahl an Hitzetagen (Tage mit Tmax ≥ 30 °C) an der DWD-
Messstation Frankfurt für den Zeitraum 1948-2022. Quelle: eigene 
Erstellung, Datengrundlage: DWD. .................................................. 17 
Abbildung 7: Jährliche Niederschlagssumme an der DWD-Messstation Darmstadt im 
Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: 
DWD. ........................................................................................ 19 
Abbildung 8: Jährliche Niederschlagssumme an der DWD-Messstation Frankfurt im 
Zeitraum 1936-2022. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: 
DWD. ........................................................................................ 19 
Abbildung 9: Vergleich der monatlichen Niederschlagssummen an der DWD-
Messstation Frankfurt für die beiden Klimaperioden 1961-1990 und 
1991-2020. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. ........... 20 
Abbildung 10: Projizierte Änderungen der Jahresmitteltemperatur im Flächenmittel für 
Darmstadt bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. 
Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. .......................... 22 
Abbildung 11: Projizierte Änderungen der Hitzetage (Tage mit Tmax ≥ 30 °C) und 
Tropennächte (Nächte mit Tmin ≥ 20 °C) im Flächenmittel für Darmstadt 
bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: 
eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. ..................................... 23 
Abbildung 12: Projizierte Änderungen der Frosttage (Tage mit Tmin < 0 °C) im 
Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 
1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. ........ 24 
Abbildung 13: Projizierte prozentuale Änderungen der Jahresniederschläge im 
Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 
1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. ........ 25

6  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Abbildung 14: Projizierte prozentuale Änderungen der Sommerniederschläge im 
Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 
1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. ........ 26 
Abbildung 15: Projizierte prozentuale Änderungen der Winterniederschläge im 
Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 
1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. ........ 26 
Abbildung 16: Schematische Übersicht zum Stadtklima. Quelle: DWD (2010). ............ 28 
Abbildung 17: Zusammenfassende Übersicht der Klimatope. Quelle: Legende der 
Klimaanalysekarte. ........................................................................ 31 
Abbildung 18: Digitales Geländemodell im Modelliergebiet. .................................... 39 
Abbildung 19: Landbedeckungsraster im Modelliergebiet. ........................................ 40 
Abbildung 20: Zeitserie der Kaltluftvolumenstromdichte nach Sonnenuntergang. Die 
Legende ist vergrößert auf der rechten Seite zu sehen. ......................... 45 
Abbildung 21: Übersicht zur Kaltluftversorgung im Stadtgebiet von Darmstadt für 
verschiedene Zeitschritte. Je dunkler das Blau, desto besser. Nicht 
gekennzeichnete Bereiche erreichen den Grenzwert bei der 
Kaltluftvolumenstromdichte für eine hinreichend gute Kaltluftversorgung in 
den ersten sechs Nachtstunden nicht. ............................................... 46 
Abbildung 22: Kaltlufthöhe zwei Stunden nach Sonnenuntergang. .............................. 48 
Abbildung 23: Kaltluftfließgeschwindigkeit in 2 m Höhe nach Sonnenuntergang. .......... 49 
Abbildung 24: Schematische Darstellung des Wärmebelastungsindex und dessen 
Eingangsdaten am Beispiel der Innenstadt von Chemnitz. ..................... 55 
Abbildung 25: Wärmebelastungsindex im Stadtgebiet von Darmstadt. Hinweis: Eine 
zusätzliche Karte mit den Standorten von sozialen Einrichtungen steht der 
Stadt Darmstadt zur Verfügung. ....................................................... 57 
Abbildung 26: Ausschnitt der Karte zur Verschattungsanalyse im Umfeld der Innenstadt 
von Darmstadt im Originalmaßstab. Rote Farben stehen für sehr viel 
Sonneneinstrahlung und blaue Farben für eine geringe 
Sonneneinstrahlung im Sommerhalbjahr von April bis September. 
Hinweis: Eine zusätzliche Karte mit den Standorten von sozialen 
Einrichtungen steht der Stadt Darmstadt zur Verfügung. ......................... 58 
Abbildung 27: Spektrale Reflexionskurve von gesunder Vegetation. Quelle: Roman & 
Tudor (2016). .............................................................................. 59 
Abbildung 28: Vergleich der Spektralen Vegetationskurven von gesunder Vegetation 
(grün), kranker Vegetation (orange) und vegetationslosen Oberflächen 
(braun). Quelle: GIS Resources (2023). ............................................ 60 
Abbildung 29: Ausschnitt der NDVI Karte für den Bereich des Herrngartens. Die 
dahinterstehende Satellitenaufnahme stammt vom 11.08.2022. ............ 61

7  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Abbildung 30: Ausschnitt der NDVI Karte für den Bereich des Herrngartens. Die 
dahinterstehende Satellitenaufnahme stammt vom 18.06.2023. ............ 62 
Abbildung 31: Klimaanalysekarte nach VDI 3787, Blatt 1 im Stadtgebiet von 
Darmstadt (Originalmaßstab 1:10.000). Hinweis: Aufgrund der 
zahlreichen, kleinräumigen Details kann die Karte an dieser Stelle im 
Bericht nur in reduzierter Qualität dargestellt werden. Die originale PDF-
Karte mit voller Auflösung liegt der Stadt Darmstadt vor. ....................... 64 
Abbildung 32: Legend der Klimaanalysekarte. Teil 1 links und Teil 2 rechts. ................. 65 
Abbildung 33: Ausschnitt der Klimaanalysekarte im Originalmaßstab von 1:10.000. .... 65 
Abbildung 34: Alternative Version der Klimaanalysekarte. Hinweis: Aufgrund der 
zahlreichen, kleinräumigen Details kann die Karte an dieser Stelle im 
Bericht nur in reduzierter Qualität dargestellt werden. Die originale PDF-
Karte mit voller Auflösung liegt der Stadt Darmstadt vor. ....................... 67 
Abbildung 35: Legende der alternativen Klimaanalysekarte. Teil 1 links und Teil 2 
rechts. ........................................................................................ 68 
Abbildung 36: Ausschnitt der alternativen Klimaanalysekarte im Originalmaßstab von 
1:10.000. .................................................................................. 68 
Abbildung 37: Übersicht zu den Planungshinweisen aus der Legende der 
Planungshinweiskarte. .................................................................... 70 
Abbildung 38: Übersetzungsmatrix zur Umwandlung der Klimaanalysekarte in die 
Planungshinweiskarte. Im Anschluss erfolgt eine manuelle 
Nachbearbeitung auf gutachterlicher Ebene. ...................................... 73 
Abbildung 39: Planungshinweiskarte nach VDI 3787, Blatt 1 im Stadtgebiet von 
Darmstadt (Originalmaßstab 1:10.000). ........................................... 76 
Abbildung 40: Ausschnitt der Planungshinweiskarte im Originalmaßstab von 1:10.000. 77 
Abbildung 41: Übersicht der vier neuen siedlungsbezogenen Planungshinweisklassen, 
welche die beiden bisher höchsten ersetzen. ...................................... 77 
Abbildung 42: Alternative Version der Planungshinweiskarte. ..................................... 78 
Abbildung 43: Vergrößerter Ausschnitt der alternativen Planungshinweiskarte im 
Originalmaßstab von 1:10.000. ..................................................... 79 
Abbildung 44: Übersichtskarte zur Betroffenheitsanalyse Wärmebelastung für die 
Bevölkerung nach statistischen Bezirken. ............................................ 81 
Abbildung 45: Oberflächentemperaturen am Platz der Deutschen Einheit / 
Hauptbahnhof .............................................................................. 84 
Abbildung 46: Oberflächentemperaturen am Europaplatz. ........................................ 85 
Abbildung 47: Oberflächentemperaturen am Herrngarten und Karolinenplatz. .............. 87 
Abbildung 48: Oberflächentemperaturen am Staatstheater / Georg-Büchner-Platz / 
Wilhelminenplatz. ......................................................................... 88

8  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Abbildung 49: Jährliche Anzahl an Eistagen (Tage mit Tmax < 0 °C) an der DWD-
Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene 
Erstellung, Datengrundlage: DWD. .................................................. 97 
Abbildung 50: Jährliche Anzahl an Frosttagen (Tage mit Tmin < 0 °C) an der DWD-
Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene 
Erstellung, Datengrundlage: DWD. .................................................. 97 
Abbildung 51: Jährliche Anzahl an Sommertagen (Tage mit Tmax ≥ 25 °C) an der 
DWD-Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: 
eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. ........................................ 98 
Abbildung 52: Jährliche Anzahl an Tropennächten (Nächte mit Tmin ≥ 20 °C) an der 
DWD-Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Aufgrund 
der geringen Absolutwerte sowie eines Standortwechsels der Station im 
Jahr 1995 ist die im Trend dargestellte Abnahme hier nicht als 
aussagekräftig anzusehen. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: 
DWD. ........................................................................................ 98 
Abbildung 53: Jährliche Anzahl an Hitzewellentagen (eine Hitzewelle wird durch 
mindestens drei aufeinanderfolgende Hitzetage definiert) an der DWD-
Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene 
Erstellung, Datengrundlage: DWD. .................................................. 99 
Abbildung 54: Jährliche Anzahl an Starkregentagen (Tage mit ≥ 20 mm Niederschlag) 
an der DWD-Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. 
Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. ............................. 99 
Abbildung 55: Jährliche Anzahl an Schneedeckentagen (Tage mit 
Schneebedeckungsgrad > 0,5) an der DWD-Messstation Darmstadt für 
den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: 
DWD. ...................................................................................... 100 
Abbildung 56: Jährliche Anzahl an Tagen mit Schwüle (Tage mit Dampfdruck ≥ 18.8 
hPa) an der DWD-Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. 
Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. ........................... 100 
Abbildung 57: Projizierte Änderungen der Sommertage (Tage mit Tmax ≥ 25 °C) im 
Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 
1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. ...... 101 
Abbildung 58: Projizierte Änderungen der Eistage (Tage mit Tmax < 0 °C) im 
Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 
1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. ...... 101

9  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Tabellen 
Tabelle 1: Zusammenfassung der zu erwartenden Klimaveränderungen für die „Ferne 
Zukunft“ (2071-2100) im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000 in 
der Stadt Darmstadt. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: 
HLNUG. ..................................................................................... 27 
Tabelle 2: Übersicht zur Umwandlung der Klimatopklassen zu den passenden 
KLAM_21 Nutzungsklassen. ........................................................... 37 
Tabelle 3: Wärmebelastungsindex im 50 m Radius um jede soziale Einrichtung in 
Darmstadt. Neben dem Mittelwert sind in den beiden rechten Spalten 
noch das Minimum und das Maximum im jeweiligen Umfeld 
angegeben. Insgesamt wurden 211 Einrichtungen untersucht. Die 
Nummern 2 bis 19 zeigen die Einrichtungen, mit der klimatisch 
ungünstigsten Umgebung hinsichtlich des Themas Hitze, während unten 
die Nummern 194 bis 212 die Einrichtungen mit einem besonders 
günstigen Umfeld kennzeichnen. Die Farben entsprechen der Legende 
des Wärmebelastungsindex. Hinweis: Die Einrichtungsnamen wurden 
für den vorliegenden Bericht ausgeblendet. Die vollständige 
Originaltabelle liegt der Stadt Darmstadt vor. ..................................... 82

10  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
1. Einführung und Zielstellung der Stadtklimaanalyse 
Die Stadtklimaanalyse für  die Wissenschaftsstadt Darmstadt bietet eine umfassende Bewertung der 
lokalklimatischen Situation , sowie Projektionen für zukünftige klimatische Entwicklungen und ihre 
möglichen Auswirkungen für die Darmstädter Bevölkerung. 
Klimatische Veränderungen wurden in den letzten Jahren  und Jahrzehnten in den Städten vor allem 
hinsichtlich der Themen Hitze und Trockenheit immer spürbarer. Die Aufenthalts- und Wohnqualität für 
die Bevölkerung wird vor allem in stark versiegelten und wenig durchgrünten Stadtbereichen 
zunehmend beeinträchtigt. Städte heizen sich tagsüber auf und geben diese Wärme verzögert in der 
Nacht ab. Dies führt dazu, dass gerade in der Nacht mitunter erhebliche Unterschiede von mehreren 
Grad Celsius zwischen Stadt und Umland vorliegen können. Besonders betroffen sind h iervon sehr 
junge, alte und chronisch kranke Menschen, deren Körper die Hitze nicht gut regulieren können. 
Für die Stadtplanung ergeben sich dadurch neue, teils große Herausforderungen und 
Spannungsfelder. So muss im Bestand geprüft werden wo, in welchem U mfang und auf welche Art 
und Weise Maßnahmen zur Verbesserung der lokalklimatischen Situation ergriffen werden können. 
Hierbei müssen sehr oft Abwägungen hinsichtlich verschiedener Themen wie z. B. Finanzierung, 
Flächenkonkurrenz, Denkmalschutz, Eigentumsv erhältnissen, politische m Willen, etc. getroffen 
werden. Gleichzeitig erfolgt zunehmend auch bei neuen Bauleitplanverfahren ein Umdenken. Die 
Planung von verschatteten Grün - und Freiflächen, ein möglichst geringer Versiegelungsgrad und 
beispielsweise an di e lokalen Strömungsverhältnisse angepasste Gebäudestellungen gewinnen an 
Bedeutung. Dies führt wiederum dazu, dass bei Umsetzung entsprechender Maßnahmen oft weniger 
Platz für den mitunter dringend benötigten Wohnraum zur Verfügung steht. 
Lokale Messungen mit einer Thermaldrohne, welche im Sommer 2024 in Darmstadt vorgenommen 
wurden, sollen dabei helfen, dass der lokale Wärmeinseleffekt  des Aufheizverhaltens verschiedener 
Oberflächen auch auf mikroklimatischer Basis besser nachvollziehbar wird. Umfangreiche Analysen 
zur nächtlichen Kaltluftdynamik  von Darmstadt mittels eines Kaltluftmodells zeigen deutliche 
Unterschiede der Kaltluftdynamik zwischen den Stadtteilen.  
Damit diese Herausforderungen angegangen werden können, ist eine aktuelle und detaillierte Daten- 
und Kartengrundlage zur lokalklimatischen Situation elementar. Ziel der Analyse ist es, die Einwohner 
über die klimatischen Verhältnisse zu informieren  und Entscheidungsträgern und Planern eine 
wissenschaftliche Grundlage zu geben, um Maßnahmen zur Klimaanpassung und Stadtentwicklung 
gezielt zu erarbeiten.

11  
 
 
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2. Geographische Rahmenbedingungen 
Die kreisfreie Großstadt Darmstadt ist mit 164.792 Einwohnerinnen und Einwohnern (St and 2023) 
die viertgrößte Stadt Hessens (Wikipedia 2024) und somit ein Oberzentrum der Rhein -Main 
Metropolregion (Wissenschaftsstadt Darmstadt o. J.). Die Fläche der Stadt beträgt 122 km² (Google 
Earth 2024). Sie befindet sich ca. 25 Kilometer südlich von Frankfurt am Main und ca. 45 km nördlich 
von Mannheim. Der Rhein fließt ca. 20 km westlich der Stadt (Google Earth). 
Darmstadt liegt im Oberrheingraben  und befindet sich auf einer Höhe von 144 m über NN. 
Gleichzeitig bildet die Stadt die Schnittstelle verschiedener Naturräume. Im Westen erstreckt sich das 
Hessische Ried, welches zur Oberrheinischen Tiefebene gehört (Wikipedia 2024). Darmstadts 
Nordosten ist Bestandteil des Messeler Hügellands mit ausgedehnten Waldgebieten (NABU Münster-
Hessen o. J.). Südlich der Stadt liegt das Mittelgebirge Odenwald (Wikipedia 2024). 
Nach Köppen & Geiger befindet sich Darmstadt in der warmgemäßigten, immerfeuchten, maritimen 
Cfb-Klimazone, charakterisiert durch warme Sommer, milde Winter und eine gleichmäßige jährliche 
Niederschlagsverteilung. Durch die Lage in der Oberrheinischen Tiefebene befindet sich Darmstadt in 
einer der wärmsten Regionen Deutschlands (Wikipedia 2024).   
Neben einem Dutzend Parks weist das Stadtgebiet 13 Naturschutzgebiete auf, 9 davon zählen zu 
den Natura 2000 Flächen. Zudem gibt es das Landschaftsschutzgebiet „Stadt Darmstadt“ (Wikipedia 
2024).  
Während Darmstadt vor den Zerstörungen im Zuge des zweiten Weltkriegs als Residenzstadt 
fungierte, liegt heute der Fokus auf ihrer Relevanz als Wissenschafts - und Kulturstadt. So gibt es 
zahlreiche Theater, Museen, aber auch mehr als 30 Forschungseinrichtungen (Wissenschaftsstadt 
Darmstadt o. J.).  Des Weiteren gilt Darmstadt als bedeutender Wirtschaftsstandort und schafft es im 
deutschlandweiten IW-Städteranking 2023 auf Platz 7 (IW Consult 2024), insbesondere mit Clustern 
im Bereich Chemie, Pharma, Weltraum - und Satellitentechnologie, Maschinenbau sowie 
Informationstechnik (Wissenschaftsstadt Darmstadt o. J.).  
Der Verkehr in Darmstadt wird täglich von enormen Pendlerströmen geprägt, wobei über doppelt so 
viele Erwerbstätige in die Stadt einfahren, als sie verlassen. Dabei entsteht durch die Kreuzung der 
Autobahnen A67 und A5 sowie der Bundesstraßen B3 und B26 ein gut ausgebautes Straßennetz. 
Zudem liegt Darmstadt an einem Eisenbahnknotenpunkt. So gibt es u. a. stündliche ICE-Verbindungen 
zwischen Frankfurt am Main und Heidelberg, aber auch halbstündlich bis stündliche 
Regionalverbindungen nach Mainz, Wiesbaden und Aschaffenburg (Wikipedia 2024 ). Innerhalb 
der letzten Jahrzehnte stieg der Radverkehrsanteil der Stadt kontinuierlich auf 22 % (Stand 2018) an 
und soll laut Stadtverwaltung bis 2030 bei 30 % liegen (Wissenschaftsstadt Darmstadt o. J.).

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3. Klimatische Entwicklung in Darmstadt 
3.1 Klimastationsauswertung 
Historische Klimastationsdaten eignen sich sehr gut , um die klimatische Entwicklung in der 
Vergangenheit sowie aktuelle Tendenzen an einem bestimmten Ort aufzuzeigen. Messungen des 
DWD (Deutscher Wetterdienst) weisen hierbei eine besonders hohe Qualität auf, da deutschlandweit 
einheitliche Standards gelten und sich die Ergebnisse somit miteinander vergleichen lassen.  Deshalb 
sollen in diesem Kapitel DWD-Messwerte verschiedener klimatischer Kennzahlen vorgestellt werden. 
Die für Darmstadt hier nächstgelegene DWD-Station ist die Station Darmstadt, welche allerdings erst 
seit 1988 Messdaten liefert. Zudem kam es 1995 nochmals zu einem Standortwechsel, sodass die 
Station erst seit 1995 kontinuierliche Messdaten zu gleichbleibenden Bedingungen liefert (in den 
Abbildungen der Klimakennzahlen ist dies er Bruch  durch eine gestrichelte  vertikale Linie 
gekennzeichnet). Die Station befindet sich (aktuell) auf einer Geländehöhe von 162 m ü. NN in der 
Dieburger Straße im Osten Darmstadts im stadtrandnahen Umfeld lockerer Wohnbebauung und einer 
Kleingartenanlage (Abbildung 1). Sie liegt damit im Vergleich zur Innenstadt leicht erhöht. In aller 
Regel lassen sich grundsätzliche klimatische Trends auf das erweiterte Umfeld einer jeden Station 
übertragen. Zu beachten sei jedoch, dass bedingt durch die Lage der Station der städtische 
Wärmeinseleffekt bei den Messungen nur eingeschränkt berücksichtigt wird und etwa im Stadtzentrum 
insgesamt ein etwas höheres Temperaturniveau zu erwarten ist.  
Aufgrund der kurzen  Messreihe an der Station Darmstadt wird außerdem die DWD -Station 
Frankfurt/Main mit einer zusammenhängenden Messreihe ab 1948 hinzugezogen  (teilweise liegen 
dort auch Messwerte aus den 1930er Jahren vor) . Diese liegt knapp 20 km Luftlinie von der DWD-
Station Darmstadt entfernt in nordöstlicher Richtung auf dem Gelände des Frankfurter Flughafens. Für 
Abbildung 1: Lage der DWD-Messstation Darmstadt an der Dieburger Straße. Quelle: eigene Erstellung, 
Datengrundlage: DWD, Google Maps.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
den überlappenden Messzeitraum ab 1988 zeigen sich hier ähnliche Entwicklungen, sodass die 
Station hier als geeignet angesehen wird, um die Darmstädter Messreihe zu ergänzen. Zu beachten 
ist, dass die absoluten Temperaturwerte etwas über denen der Station Darmstadt liegen, jedoch sind 
für den Innenstadtbereich von Darmstadt, wie oben erwähnt, auch etwas höhere Werte als an der 
Darmstädter Station zu erwarten, we shalb die Station Frankfurt/Main hier trotzdem ergänzend als 
geeignet für die Bewertung der Situation in Darmstadt angesehen wird. 
Nachfolgend werden aus Umfangsgründen nur ausgewählte Ergebnisse der Stationsauswertung 
genauer vorgestellt. Für weitere Diagramme sei auf den Anhang verwiesen. 
 
Jahresmitteltemperatur 
Die mittlere jährliche Lufttemperatur ist der geläufigste Indikator in der Diskussion um den Klimawandel. 
Zur besseren Verständlichkeit sei an dieser Stelle erwähnt, dass im Folgenden wie in der Literatur 
üblich, Temperaturveränderungen stets in Kelvin (K) und absolute Temperaturwerte in Grad Celsius 
(°C) angeben werden. 
Die Stationsabbildungen zur Jahresmitteltemperatur (Abbildung 2 und Abbildung 3) sowie  zum 
Jahresniederschlag (Abbildung 7 und Abbildung 8) bestehen aus den folgenden Inhalten: 
 schwarze Linie: Jahreswerte (jährlicher Mittelwert der Temperatur bzw. jährliche Summe des 
Niederschlags) 
 rote Linie: lineare Trendlinie (entspricht einer linearen Regressionsanalyse) 
 grüne Linie: langjähriger Mittelwert der alten Klimareferenzperiode von 1961 bis 1990 
 orange Linie: langjähriger Mittelwert der aktuellen Klimareferenzperiode von 1991 bis 
2020 
 blaue Linie: gleitendes Mittel (für zehn Jahre bei den längeren Messreihen von der Station in 
Frankfurt, fünfjähriges Mittel für die kürzeren Messreihen in Darmstadt). Durch diese Glättung 
der Messdaten können lokale Trends besser abgebildet werden, als es allein mit der 
linearen Regression möglich ist. 
 eingetragene Jahreszahlen: Diese stehen jeweils für die zehn (Frankfurt) bzw. drei (Darmstadt) 
Jahre mit den höchsten bzw. niedrigsten Werten innerhalb der abgebildeten Messreihe.

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Abbildung 2: Mittlere jährliche Lufttemperatur an der der DWD-Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. 
Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. 
 
Abbildung 3: Mittlere jährliche Lufttemperatur an der der DWD-Messstation Frankfurt für den Zeitraum 1938-2023. 
Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. 
Bei der Betrachtung der gemessenen Jahresmitteltemperaturen in Frankfurt (Abbildung 3) wird deutlich, 
dass insbesondere seit den 1990er Jahren ein erheblicher Temperaturanstieg stattgefunden hat. So 
beträgt der Referenzwert für die alte Klimaperiode von 1961 bis 1990 an der Messstation Frankfurt 
9,7 °C, während das neue Klimamittel bereits bei 11,1 °C. liegt. Damit liegt die an der Station

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Frankfurt gemessene Temperaturerhöhung für zwei aufeinanderfolgende Klimaperioden bei + 1,4 K. 
Dieser Wert kann für solch einen kurzen Zeitraum als sehr hoch eingeordnet werden.  Der Mittelwert 
der Klimaperiode 1991-2020 an der Messstation Darmstadt liegt mit 10,4 °C etwas niedriger als in 
Frankfurt, was jedoch immer noch deutlich über dem deutschlandweiten Mittel von 9,3 °C für diesen 
Zeitraum sowie dem hessischen Mittel von ebenfalls 9,3 °C liegt (DWD). 
Generell treten für die einzelnen Jahre immer höhere Temperaturen auf und besonders warme Jahre 
häufen sich in immer kürzeren Abständen, während kalte Jahre mit Temperaturen ähnlich dem Beginn 
der für Frankfurt dargestellten langjährigen Messreihe nicht mehr vorkommen (vgl. Abbildung 3). Von 
den zehn wärmsten Jahren seit Messbeginn liegen allein sechs im Zeitraum von 2014 bis 2022 
(Messreihe bis einschließlich 2022). Auf der anderen Seite sind die sehr kalten Jahre alle vor 1990 
zu finden. Das alte Klimamittel (1961-1990) wurde letztmalig im Jahr 1996 unterschritten. Auch für 
Darmstadt häufen sich die besonders warmen Jahre in den letzten Jahren (vgl. Abbildung 2). 
Nach jetzigem Kenntnisstand ist selbs t bei global konsequent umgesetzten Klimaschutzmaßnahmen 
mit einem weiteren Temperaturanstieg zu rechnen. Das 1,5-Grad-Ziel des Pariser Klimaabkommens 
wird auf Basis der aktuellen globalen Entwicklung nicht mehr erreichbar  sein. Ohne nennenswerte 
Klimaschutzmaßnahmen (RCP-Szenario 8.5) sind extreme Klimaveränderungen mit einem mi ttleren 
Temperaturanstieg von über +3 K zu erwarten (siehe auch Kapitel 3.2). 
 
Monatsmitteltemperatur 
 
Abbildung 4: Vergleich der mittleren monatlichen Lufttemperatur an der DWD-Messstation Frankfurt für die beiden 
Klimaperioden 1961-1990 und 1991-2020. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD.

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In Abbildung 4 werden monatliche Temperaturwerte der beiden Klimareferenzperioden 1961-1990 
und 1991-2020 miteinander verglichen. Dadurch soll ermittelt werden, ob sich die im vorangehenden 
Abschnitt beschriebenen Veränderungen der Jahresmitteltemperatur gleichmäßig auf alle Monate 
verteilen oder es hier (größere) Unterschiede innerhalb des Jahresverlaufs gibt. Aufgrund der fehlenden 
Messdaten für die Klimaperiode 1961-1990 an der DWD-Station Darmstadt, liegt diese Darstellung 
nur für die Frankfurter Werte vor. 
Der typische mitteleuropäische Jahresverlauf lässt sich hier gut erkennen. Weiterhin wird sichtbar, dass 
die mittlere Monatstemperatur in den letzten 30 Jahren in allen Monaten angestiegen ist. Der Anstieg 
ist allerdings unterschiedlich stark ausgeprägt. So tritt in den Monaten September (+0,7 K) und 
Oktober (+0,9 K) der geringste Temperaturanstieg au f. Besonders hoch ist er hingegen im April 
(+1,9 K), im August (+1,7 K) sowie in den Monaten Januar, März und Juli (jeweils + 1,6 K). Für einen 
klimatisch gesehen sehr kurzen Zeitraum von 30 Jahren, handelt es sich hierbei um einen 
ausgesprochen hohen Temperaturanstieg. 
 
Temperaturbezogene Kenntage 
Zur Beschreibung von Temperaturveränderungen eignen sich neben der mittleren Lufttemperatur auch 
sogenannte Kenntage bzw. Ereignisstage, von denen für Darmstadt die folgenden berechnet wurden: 
Hitzetage, Sommertage, Hitzewellentage, Frosttage, Eistage und die Tropennächte. Mithilfe dieser 
Indikatoren lassen sich abstrakte Temperaturwerte etwas anschaulicher darstellen. 
Ein Tag wird als Hitzetag oder auch Heißer Tag definiert, sobald die Tageshöchsttemperatur 30 °C 
erreicht oder übersteigt. Besonders bioklimatisch (für Mensch und Tier) belastend werden solche Tage, 
wenn sie in Kombination mit Tropennächten auftreten. Tropennächte sind durch eine (nächtliche) 
Minimaltemperatur von 20  °C definiert. Solche Tage s- und Nachttemperaturen stellen gerade für 
Kinder, kranke und ältere Menschen  gesundheitlich riskante Situationen dar, da diese ihre 
Körpertemperatur weniger gut regulieren können als gesunde Erwachsene.  Auch für manche Haus - 
und Nutztiere stellen sie ein Gesundheitsrisiko dar.

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Abbildung 5: Jährliche Anzahl an Hitzetagen (Tage mit Tmax ≥ 30 °C) an der DWD-Messstation Darmstadt für den 
Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. 
 
Abbildung 6: Jährliche Anzahl an Hitzetagen (Tage mit Tmax ≥ 30 °C) an der DWD-Messstation Frankfurt für den 
Zeitraum 1948-2022. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD.

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Der Blick auf  Abbildung 5 und Abbildung 6 zeigt einen kontinuierlichen und gleichzeitig auch starken 
Anstieg der Hitzetage seit Messbeginn.  So gab es in den Jahren vor 1990 oft deutlich unter 10, 
teilweise zwischen 10 und 20, aber nur zweimal über 20 Hitzetage pro Jahr. Seit den 1990er Jahren 
werden diese mindestens 20 Hitzetage dagegen regelmäßig erreicht. Die Rekordwerte von 51 
(Station Darmstadt 2018), 43 (Station Darmstadt 2022) und 33 Hitzetagen (Station Darmstadt 2015) 
liegen alle innerhalb der letzten zehn Messjahre. 
Eine Fortsetzung dieses Trends ist auch für die zukünftige Entwicklung in den nächsten Jahrzehnten zu 
erwarten (vgl. Kapitel 3.2). Auch für die anderen oben genannten temperaturbezogenen Kennzahlen 
bilden sich vergleichbare Trends ab (Abnahme der Eis - und Frosttage, Zunahme d er Sommertage, 
Hitzewellentage und Tropennächte). Die entsprechenden Abbildungen sind im Anhang zu finden. 
 
Jahresniederschlag 
Neben der Temperatur bildet der Niederschlag ein wichtiges Kriterium bei der Bewertung von 
Klimaveränderungen. Vor diesem Hinterg rund wird auch dieser daher im Rahmen des folgenden 
Teilkapitels unter verschiedenen Gesichtspunkten betrachtet. Begonnen werden soll mit dem 
Jahresniederschlag. 
Vor allem Abbildung 8 verdeutlicht, dass es zwischen einzelnen Jahren mitunter erhebliche 
Unterschiede von teils mehreren hundert mm Niederschlag gibt. Die Identifizierung eines klaren Trends 
ist weniger eindeutig als bei den Temperaturkennwerten. Über den gesamten Messzeitraum ist an der 
Station Frankfurt ein Rückgang erkennbar, allerdings ist der genauere Verlauf sehr heterogen (vgl. 
blaue Linie, gleitendes Mittel). Für Darmstadt zeigt sich innerhalb der letzten Jahrzehnte im Trend nur 
eine minimale Abnahme mit Jahreswerten von abwechselnd deutlich (bis zu 200 mm) über aber auch 
unter dem dreißigjährigen Mittel von etwa 700 mm von 1991-2020 (vgl. Abbildung 7). 
Für die letzten Jahre ist sowohl für Darmstadt als auch für Frankfurt eine leichte Häufung trockenerer 
Jahre (deutlich unter dem Mittel der aktuellen Klimareferenzperiode von 1991-2020) zu verzeichnen 
(vgl. Abbildung 7 und Abbildung 8). Geringe Niederschlagssummen können besonders 
problematisch für die Vegetation und/oder den Gr undwasserspiegel sein, wenn sie in der 
Vegetationsperiode oder über mehrere Jahre hinweg auftreten. Insgesamt lässt sich jedoch festhalten, 
dass die Prognose der zukünftigen Niederschlagsentwicklung durch Klimamodelle, im Gegensatz zu 
der der Temperaturentwicklung, mit großen Unsicherheiten behaftet ist.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
Abbildung 7: Jährliche Niederschlagssumme an der DWD-Messstation Darmstadt im Zeitraum 1988-2023. Quelle: 
eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. 
 
 
Abbildung 8: Jährliche Niederschlagssumme an der DWD-Messstation Frankfurt im Zeitraum 1936-2022. Quelle: 
eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Monatsniederschlag 
In Abbildung 9 werden monatliche Niederschlagswerte der beiden Klimareferenzperioden 1961 -
1990 und 1991 -2020 miteinander verglichen. Dadurch soll ermittelt werden, ob sich die für den 
jährlichen Niederschlag festgestellten Entwicklungen gleichmäßig auf alle Monate verteilen oder es 
hier (größere) Unterschiede innerhalb des Jahresverlaufs gibt. Aufgrund der fehlenden Messdaten für 
die Klimaperiode 1961 -1990 an der DWD -Station Darmstadt, liegt diese Darstellung nur für die 
Frankfurter Werte vor. 
Aufgeschlüsselt nach den Monaten zeigt sich auch hier ein leichter Trend zur Abnahme der 
Niederschläge. Für alle Monate zeigen sich dabei abnehmende oder gleichbleibende Monatswerte 
beim Vergleich der Referenzperiode 1991 -2020 mit der alten Referenzperi ode von 1961 -1990. 
Eine einzige Ausnahme bildet der Monat Januar, in dem es zu einer minimalen Zunahme (+1 mm) in 
diesem Zeitraum kommt. In den Monaten September, Oktober und Dezember kommt es zu keinen 
Änderungen. Die größten Niederschlagsabnahmen verzeic hnen die Monate April und Juni (je 
-14 mm), gefolgt von November (-13 mm) und März (-12 mm). 
 
Abbildung 9: Vergleich der monatlichen Niederschlagssummen an der DWD-Messstation Frankfurt für die beiden 
Klimaperioden 1961-1990 und 1991-2020. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. 
 
 
3.2 Klimaprojektionsauswertung 
Im vorherigen Kapitel wurden gemessene klimatische Entwicklungen in Darmstadt innerhalb der letzten 
Jahrzehnte und aktuelle Messwerte vorgestellt. Um darüber hinaus Aussagen zu zukünftigen

21  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Veränderungen machen zu können, sollen an dieser Stelle, wie auch bei den Messdaten, ausgewählte 
klimatische Kennzahlen in ihren zukünftig projizierten Entwicklungen dargestellt werden. Weitere 
ausgewertete Kennzahlen sind ebenso im Anhang zu finden. 
Die abgebildeten Daten stellen dabei die von einem Ensemble an Klimamodellen projizierten 
Entwicklungen für zwei verschiedene Klimaszenarien dar. Das „Ensemble“ ist eine Zusammenstellung 
mehrerer Klimamodelle, die gemei nsam als repräsentativ für die klimatische Entwicklung im 
Untersuchungsgebiet angesehen werden. Für das Bundesland Hessen wurde ein Ensemble bestehend 
aus zehn Klimamodellen für die hessischen Naturräume aufbereitet (HLNUG 2022).  
Die statistische Auswertung des Modell-Ensembles (z. B. arithm. Mittel, Median, Minimum, Maximum, 
Quantile) produziert nicht nur robustere Ergebnisse durch Verwendung eines Mittelwertes oder 
Medians anstelle eines einzelnen Modells, sondern ermöglicht darüber hinaus eine Einschätzung der 
Belastbarkeit der Modellergebnisse. 
Es handelt sich bei den zwei betrachteten Klimas zenarien nicht um eine Prognose wahrscheinlicher 
Entwicklungen, sondern um die mithilfe von Modellen simulierten Entwicklungen bei zwei 
unterschiedlich angenommenen Entwicklungen der Treibhausgase und Aerosole in der Atmosphäre 
sowie der Landnutzung (IPCC DATA DISTRIBUTION CENTRE 202 4). Gegenübergestellt werden 
dabei für jede ausgewertete Klimaken nzahl das RCP -Szenario 2.6 (RCP =  Representative 
Concentration Pathway) , welches von einem umfangreichen globalen Klimaschutz innerhalb der 
nächsten Jahrzehnte ausgeht, sowie das Szenario RCP 8.5, in welchem keine Klimaschutzmaßnahmen 
ergriffen werden („worst -case“). Aktuelle Messdaten bewegen sich global gesehen im Bereich v on 
RCP 8.5 oder liegen sogar darüber. 
Alle im Folgenden gezeigten Abbildungen der Klimaprojektionen sind gleichermaßen aufgebaut: Für 
den Zeitraum 2021 bis 2100 sind in zehnjährigen Abständen (zeitlich überlappend, quasi als 
gleitendes Mittel) dreißigjährige Mittelwerte der jeweiligen jährlichen Werte jeweils für RCP 2.6 und 
RCP 8.5 dargestellt. Je Zeitschritt und RCP ist ein Boxplot abgebildet. Ein solches besteht aus einer 
(hier farbig hervorgehobenen) Box innerhalb welcher jeweils 50  % der Modelle des verwendeten 
Modell-Ensembles liegen. Der Ensemble-Median liegt dabei als horizontale Markierung innerhalb der 
Box. Oberhalb und unterhalb an die Box schließen sich senkrechte „Antennen“ an, welche die 
gesamte Spannbreite aller Modelle im Ensemble anzeigen.  Dargestellt sind Änderungswerte für die 
verschiedenen Klimakennzahlen in Relation zur Klimareferenzperiode 1971 -2000 für das 
Flächenmittel von Darmstadt. 
Eine größere Ensemble-Spannbreite deutet damit auf eine höhere Unsicherheit der Modellergebnisse 
hinsichtlich der Stärke/Ausprägung des Klimaänderungssignals hin. Eine Ausdehnung der Spannbreite 
über sowohl positive als auch negative Werte deutet auf eine erhöhte Unsicherheit hinsichtlich der 
„Richtung“, d. h. Zu- oder Abnahme, des Änderungssignals hin. 
 
Jahresmitteltemperatur 
Wie auch bei den oben aufgeführten Messwerten, soll hier zunächst die Jahresmitteltemperatur 
betrachtet werden (vgl. Abbildung 10). Bis zum  Ende des 21. Jahrhunderts ist hier im Ensemble -

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Median für das „Klimaschutz -Szenario“ RCP 2.6 von einem Temperaturanstieg um knapp +1,0 K 
auszugehen, für das „worst case“ -Szenario RCP 8.5 sogar von +3,2 K. Während der 
Temperaturanstieg für RCP 2.6 im Verla ufe der nächsten Jahrzehnte dabei stagniert, kommt es bei 
RCP 8.5 zu einem stetig fortschreitenden Anstieg.Während darüber hinaus die Modellspannbreite für 
RCP 2.6 über den gesamten modellierten Zeitraum relativ gering ist  (also wenig von Unsicherheiten 
in der Stärke der zu erwartenden Änderungen behaftet), zeigen die Modelle für RCP 8.5 hier teilweise 
sogar noch deutlich über dem Median liegende Anstiegswerte der Jahrestemperatur um bis zu + 5,0 K 
für das dreißigjährige Mittel 2071-2100 (Abbildung 10). Vergleicht man diese Werte mit dem 1,5 
Grad-Ziel des Pariser Klimaabkommens sind dies besorgniserregende Zahlen, die massivste 
Veränderungen der Lebensbedingungen für Mensch und Natur zur Folge hätten.  Der Trend zur 
Temperaturzunahme, der auch schon in den aktuellen Messdaten (vgl. Kapitel 3.1) erkennbar ist, wird 
hier somit in Zukunft für beide dargestellten Szenarien, aber insbesondere bei unzureichenden 
globalen Klimaschutzbemühungen, fortgeführt. 
 
Abbildung 10: Projizierte Änderungen der Jahresmitteltemperatur im Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 im 
Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. 
 
Temperaturbezogene Kenntage 
Auch die temperaturbezogenen Kenntage weisen eindeutig auf den weiterhin zu erwartenden 
Temperaturanstieg hin. Exemplarisch werden hier Hitzetage und Tropennächte sowie die Frosttage 
vorgestellt (Sommer- und Eis tage sind im Anhang zu finden und zeigen die vergleichbare 
Entwicklungen). Abbildung 11 zeigt die zukünftige Entwicklung der Hitzetage (Tage mit mindestens

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
30 °C Höchsttemperatur) und Tropennächte (Nächte, in denen die Lufttemperatur nicht unter 20  °C 
fällt). Wie auch schon bei der projizierten Jahresmitteltemperatur ist für RCP 2.6 für beide Kennzahlen 
von einem moderaten stagnierenden Anstieg (um +5 bis +8 Hitzetage bzw. +2 bis +3 Tropennächte 
pro Jahr im Ensemblemedian ) auszugehen, während bei RCP 8.5 die Hitzetage zum Ende dieses 
Jahrhunderts um +27 Tage im Median und bis zu + 40 Tage beim Einzelmodell mit den höchsten 
Werten ansteigen. Die Tropennächte erhöhen sich um +17 Nächte im Ensemblemedian und bis zu 
+33 Nächte für das höchste Modell. Um sich die Tragweite dieser Änderungen bewusst zu machen, 
hilft ein Blick auf die aktuellen und vergangenen Messwerte: Im Jahr 2023 wurden an der DWD -
Station Darmstadt 23 Hitzetage aufgezeichnet, was innerhalb der letzten Jahrzehn te schon zu den 
höheren Werten gehört (vgl. Abbildung 5). Bei Eintreten von RCP 8.5 wäre also von mehr als einer 
Verdopplung der Hitzetage des letzten Jahres bis Ende des Jahrhunderts auszugehen.  
 
Abbildung 11: Projizierte Änderungen der Hitzetage (Tage mit Tmax ≥ 30 °C) und Tropennächte (Nächte mit 
Tmin ≥ 20 °C) im Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: eigene 
Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. 
Für die Frost tage ( Abbildung 12) ist dementsprechend für RCP 2.6  mit einer moderaten und 
stagnierenden Abnahme für die nächsten Jahrzehnte (um -11 bis -15 Tage im Median) und einer 
deutlich stärkeren und im Verlauf des Jahr hunderts fortschreitenden Abnahme (bis zu -38 Tage im 
Median) für RCP 8.5 auszugehen. Auch hier zeigen einzelne Modelle zum Ende des Jahrhunderts 
Abnahmewerte, die deutlich über den Ensemble -Median hinausgehen.  Als Frosttage sind Tage  
definiert, an denen das Temperaturminimum unter den Gefrierpunkt von 0 °C fällt.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
Abbildung 12: Projizierte Änderungen der Frosttage (Tage mit Tmin < 0 °C) im Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 
im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. 
 
Niederschlag 
Für die zu erwartenden Niederschlagsentwicklungen lassen sich keine so eindeutigen Trends 
formulieren wie für die Temperaturentwicklung.  Betrachtet werden dabei an dieser Stelle projizierte 
Jahres-, Sommer- und Winterniederchläge (Abbildung 13, Abbildung 14,  Abbildung 15). 
So bleiben die Jahresniederschläge für RCP 2.6 über die folgenden Jahrzehnte hinweg ungefähr 
gleich (mit geringen Zunahmen der Niederschlagssummen um bis zu +5  %, die gegen Ende des 
Jahrhunderts jedoch auf +1 bis 2 % im Ensemble -Median sinken). Einzelne Modelle zeigen jedoch 
auch eine leichte Abnahme der erwartbaren Niederschläge  (Abbildung 13). Für RCP 8.5 dagegen 
ist eine geringe Zunahme der Jahresniederschläge um etwa +7 % im Median zu erwarten, mehrere 
Einzelmodelle zeigen allerdings dabei moderate Änderungen von mehr als +15  % für das 
dreißigjährige Mittel von 2071-2100 im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. 
Die Entwicklung der Sommerniederschläge ist von den hier vorgestellten Klimakennzahlen mit den 
größten Unsicherheiten behaftet, da für jeden modellierten Zeitschritt u nd für beide RCP s innerhalb 
des Ensembles sowohl Zu- als auch Abnahmen der Niederschlagswerte modelliert wurden. Bei der 
Betrachtung der Gesamtverteilung und des Medians des Ensembles liegt allerdings eine Tendenz zur 
schwachen sommerlichen Niederschlagsab nahme bei RCP 2.6 und etwas verstärkten, aber noch 
moderaten Abnahme für RCP 8.5 für die nächsten Jahrzehnte vor ( Abbildung 14). Diese ist jedoch, 
wie oben angesprochen, nur unter Berücksichtigung der vorliegenden Unsicherheiten anzunehmen.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Für die Winterniederschläge ( vgl. Abbildung 15) lassen sich dagegen wieder eindeutigere 
Entwicklungstendenzen erkennen. So zeigt sich für RCP 2.6 eine geringe Zunahme der 
Niederschläge, die sich die folgenden Jahrzehnte über im Ensemble-Median zwischen +8 und +4 % 
bewegt, aber dabei zum Ende des Jahrhunderts mit +4 % eher stagniert als weiter ans teigt. Für 
RCP 8.5 dagegen ist im Verlauf der nächsten Jahrzehnte mit immer weiter ansteigenden 
Niederschlägen um bis zu +20 % für das dreißigjährige Mittel 2071-2100 im Ensemble-Median zu 
rechnen, Einzelmodelle projizieren bis dahin sogar einen Anstieg um bis zu +40 %. Jedoch ist hier 
die Modellspannbreite mit Anstiegswerten zwischen +10 % und +40 % relativ groß. Zumindest von 
einem moderaten Anstieg der Winterniederschläge  für RCP 8.5  kann somit jedoch ausgegangen 
werden. 
 
Abbildung 13: Projizierte prozentuale Änderungen der Jahresniederschläge im Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 
im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
Abbildung 14: Projizierte prozentuale Änderungen der Sommerniederschläge im Flächenmittel für Darmstadt bis 
2100 im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. 
 
 
Abbildung 15: Projizierte prozentuale Änderungen der Winterniederschläge im Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 
im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Übersicht der Klimaänderungssignale 
Die nachfolgende Tabelle stellt eine Übersicht über alle im Bericht diskutierten und sowie im Anhang 
zu findenden Klimakennzahlen mit ihren für das Ende des Jahrhunderts (2071 -2100) projizierten 
Änderungsstärken und –richtungen dar.  Außerdem werden Angaben zur Belastbarkeit der 
Änderungssignale gemacht. 
 
Tabelle 1: Zusammenfassung der zu erwartenden Klimaveränderungen für die „Ferne Zukunft“ (2071-2100) im 
Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000 in der Stadt Darmstadt. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: 
HLNUG. 
 
Belastbarkeit des Änderungssignals:  
gering = weniger als 75 % der Modelle weisen die gleiche Richtung (Zu- bzw. Abnahme) auf  
mittel = mind. 75 % der Modelle weisen die gleiche Richtung (Zu- bzw. Abnahme) auf  
hoch = alle Modelle weisen die gleiche Richtung (Zu- bzw. Abnahme) auf  
Stärke des Änderungssignals:  
[+ + +] starke, [+ +] mittlere oder [+] schwache Zunahme 
[ o ] = etwa gleichbleibend  
[ - - - ] starke, [ - - ] mittlere oder [ - ] schwache Abnahme  
 
 
Untersuchungsgebiet:  Stadtgebiet Darmstadt  
Klima-Szenario:  RCP 2.6 RCP 8.5 
Temperaturbezogene Kennzahlen  
Jahresmitteltemperatur  +  + + + 
Hitzetage + + + + 
Sommertage  + + + + + 
Frosttage - - - - - 
Eistage - - - 
Tropennächte  + + + + 
Niederschlagsbezogene Kennzahlen  
Jahresniederschlag  o + + 
Sommerniederschlag (Quartal)  - - - 
Winterniederschlag (Quartal)  + + + +

28  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
4. Stadtklimaanalyse 
 
4.1 Besonderheiten des Stadtklimas 
4.1.1 Einführung Stadtklima 
In diesem Kapitel steht das Stadtklima im Fokus. Als erstes werden allgemeine Aspekte und 
Grundlagen präsentiert, bevor im zweiten Teil dieses Kapitels speziell auf die Ausbildung von 
städtischen Wärmeinseln eingegangen wird. Die kompakt gehaltenen Ausführungen orientieren sich 
am aktuellen Stand der Forschung. 
Das Deutsche Klimaportal (2020, o.S.) definiert Stadtklima kurz und prägnant als „gegenüber dem 
Umland verändertes Lokalklima“. Die in Städten vorherrschenden lokalklim atischen 
Rahmenbedingungen haben Einfluss auf zahlreiche meteorologische Parameter, wie z.  B. die 
Lufttemperatur, die Luftfeuchtigkeit oder den Wind (aerodynamische Rauigkeit aufgrund von Bebauung) 
und zeichnen sich in erster Linie durch einen deutlich erh öhten Versiegelungsgrad und damit 
einhergehend weniger Vegetation sowie höhere Immissionen in den Bereichen der Luftqualität, der 
Abwärme und des Lärms, verglichen mit dem Umland aus (Deutsches Klimaportal 2020, o.S., DWD 
2020a, b, o.S., Kurmutz et al. 201 2, S.15, Parlow 2011, S.287). In ihrer Summe führen all die 
vorliegenden Modifikationen zur Ausbildung eines eigenen Klimas, dem sogenannten Stadtklima. 
Kurmutz et al. (2012, S.16) sprechen zudem von einer grundlegenden Modifikation des 
Energiehaushaltes einer Stadt aufgrund der genannten Aspekte. 
Windschwache Hochdruckwetterlagen begünstigen in Städten die Ausbildung einer Dunstglocke, 
welche sich mit der Zeit zunehmend mit Aerosolen und Luftschadstoffen anreichert (DWD 2020b, 
Abbildung 16: Schematische Übersicht zum Stadtklima. Quelle: DWD (2010).

29  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
o.S.). Fehlende Vegetations- und Wasserflächen führen zu einer Erhöhung der fühlbaren Wärmeströme 
und zur Verringerung latenter Wärme, da weniger Verdunstung stattfinden kann (Imhoff et al. 2009, 
S.504, Kurmutz et al. 2012, S. 16, Stewart & Oke 2012, S.1881). 
Grimmond et al. (2014) und Stewart & Oke (2012, S.1881) beschreiben weitere Faktoren, welche 
das Stadtklima individuell beeinflussen können. Dazu gehören beispielsweise: die Verteilung und 
Ausrichtung der Gebäude, die verwendeten Baumaterialien, der Anteil von Gewerbe - und 
Industrieflächen, der Anteil blaugrüner Infrastruktur sowie das Verkehrsaufkommen (  Anteil der 
Luftschadstoffe) und das Heizen und Kühlen von Gebäuden. Die meisten der bereits beschriebenen 
stadtklimatischen Besonderheiten treten während des gesamten Jahres auf,  wobei ihre Stärke i.d.R. 
bei windschwachen und sonnenreichen Wetterlagen zunimmt. Eine zusammenfassende 
Veranschaulichung der besprochenen Aspekte ist in der Abbildung 16 zu sehen. Diese zeigt auch 
bereits die städtische Wärmeinsel, um die es im folgenden Teil dieses Kapitels gehen soll. 
 
4.1.2 Städtischer Wärmeinseleffekt  
Die städtische Wärmeinsel (englisch: Urban Heat Island – UHI) ist ein typisches Merkmal des 
Stadtklimas und wurde erstmals im Jahr 1818 durch Luke Howard publiziert (Deutsches Klimaportal 
2020: o.S., Parlow 2011, S.291). Sie zeichnet sich durch eine Temperaturdifferenz zwischen einer 
Stadt und ihrer Umgebung aus und kann für sehr große Städte bis zu 10 K betragen (Bruns & Simko 
(2017), Deutsches Klimaportal 2020: o.S., Kurmutz et al. 2012, S.17). Im Mittel schwankt dieser 
Wert zwischen 2 K und 6 K (Parlow 2011, S.288). 
Die Ausprägung der städtischen Wärmeinsel ist insbesondere in den Nachtstunden zu beobachten, 
in denen die Lufttemperatur nicht so sehr abkühlen kann, wie es in der Umgebung der Fall ist (Parlow 
2011, S.288). Zusätzlich ist tagsüber eine erhöhte Wärmbelastung besonders in stark versiegelten 
und wenig durchgrünten Stadtbereichen feststellbar. Dies gilt ebenso für Gebäude oder Plätze, welche 
wenig Schattenflächen aufweisen und damit einer hohen Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. 
Wie bereits beschrieben, ist die Stadtgröße ein wesentlicher Faktor für die Stärke der Ausprägung 
von städti schen Wärmeinseln. Zhou et al. (2017, S.1) haben 5000 Großstädte untersucht und 
festgestellt, dass die Intensität der städtischen Wärmeinsel logarithmisch mit der Stadtgröße zunimmt. 
Außerdem hat auch die Kompaktheit einer Stadt und ihre Form Einfluss auf das Ausmaß der städtischen 
Wärmeinsel. Sie wird darüber hinaus durch die freigesetzte Wärme von Klimaanlagen und 
Heizungen verstärkt (Zhou et al. 2017, S.1, DWD 2020, o.S.). Mit Blick auf dieses Phänomen 
empfehlen Zhou et al. (2017, S.1) kleine, verstreute  (also mit niedrigerer Bebauungsdichte) und 
gestreckte Städte zu entwickeln. 
Die hohen nächtlichen Temperaturen stellen vor allem in den Sommermonaten eine Belastung für die 
Stadtbevölkerung, speziell für kleine Kinder sowie ältere und/oder kranke Menschen  dar, da diese 
ihre Körpertemperatur weniger gut regulieren können als gesunde Erwachsene (Bruns & Simko 2017, 
DWD 2020a, o.S., Zhou et al. 2017, S.1). 
Abschließend für dieses Unterkapitel lässt sich festhalten, dass Städte eine zunehmend wichtige Rolle 
vor dem Hintergrund des Klimawandels spielen (Bronto & Bulkeley 2013, S. 92). Sie müssen sich vor

30  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
allem für eine Erhaltung oder Verbesserung der dortigen Umwelt- und Lebensbedingungen einsetzen, 
um u. a. die Gesundheit der Bevölkerung zu gewährleisten (Carmin et al. 2013, S. 4, Mirzaei 2015, 
S. 201 f.). Stadtplanende können hierfür beispielsweise einen Beitrag durch eine Erhöhung des 
städtischen Grünflächenanteils, ausreichender Verschattung und einer Verbesserung der Durchlüftung 
leisten, indem z. B. Kaltluftbahnen erhalten bzw. neu geschaffen werden (DWD 2020b, o.S.). 
An dieser Stelle noch ein wichtiger Hinweis zu den Karten der Stadtklimaanalyse. Sie wurden für den 
vorliegenden Bericht auf A4-Größe komprimiert und erscheinen daher teilweise etwas unscharf. Die 
originalen PDF-Dateien (liegen der Stadt Darmstadt vor) sind jedoch im A0-Format (bzw. im Maßstab 
1:10.000) und ermöglichen damit ein starkes Hereinzoomen in die jeweiligen Karten, um Details zu 
sehen, welche bei A4-Darstellung nicht oder nur sehr schwer erkennbar sind. Das gilt vor allem für die 
mit vielen Inhalten bestückte Klimaanalysekarte. 
 
4.2 Klimaanalysekarte Einführung 
Die Klima analysekarte beschreibt Klimaeigenschaften und Klimaphänomene für die planerische 
Anwendung. Adressaten sind die Stadtplan ung / Stadtentwicklung oder auch die Landschafts - und 
Freiraumplanung, welche sich mit der Planung urbaner und suburban er Freiräume befasst. Die 
Klimaanalysekarte bietet einen flächenbezogenen Überblick über die klimatischen Sachverhalte des 
betrachteten Raumes und damit auch die Grundlage zur sachgerechten Ableitung von Planungs- und 
Handlungsempfehlungen (z. B. Regionalplan, Flächennutzungsplan, Bebauung splan) in einer Stadt 
(VDI 2015, S.8,  13). Die Klima analysekarte ist darüber hinaus die Ausgangsbasis f ür die 
weiterführende Erstellung einer oder mehrerer Planungshinweiskarte(n) (VDI 2015, S.39).  
Weiterhin ermöglicht die Klimaanalysekarte die Gliederung des Untersuchungsraumes in bioklimatisch 
belastete Siedlungsräume (Wirkungsräume) einerseits und Kaltl uft produzierende, unbebaute und 
vegetationsgeprägte Flächen anderersei ts (Ausgleichsräume). Die Klimaanalysekarte  stellt die 
räumlichen Klimaeigenschaften wie thermische, dynamische sowie lufthygienische Verhältnisse in 
einem Stadtgebiet dar, die sich auf grund der Flächennutzung und Topographie einstellen. Die VDI -
Richtlinie 3787, Blatt 1 aus dem Jahr 2015 liefert hierfür methodische und theoretische Grundlagen. 
 
4.3 Klimatope 
Das zentrale Element der Klimaanalysekarte bilden die Klimatope, auf deren Erstellung im Folgenden 
eingegangen wird. Als Klimatop werden Gebiete mit ähnlichen mikroklimatischen Ausprägungen 
bezeichnet (VDI 2015:4). Die Empfehlung der VDI -Richtlinie 3787 Blatt 1 ist es, neun Klimatope 
auszuweisen. Dazu gehören u. a. die Klassen Freilandklima, Waldklima, Innenstadtklima sowie das 
Klima innerstädtischer Grünflächen. Weil in Darmstadt  einige Kleingartenanlagen vorhanden sind, 
wurde das Kleingartenklima als weitere Klimatopklasse eingeführt, da es viele lokalklimatisch positive 
Eigenschaften au fweist und nicht pauschal dem Vorstadtklima oder dem Klima innerstädtischer 
Grünflächen zugeordnet werden kann. Eine zusammenfassende Übersicht inkl. einer 
Kurzbeschreibung aller zehn Klimatope kann der untenstehenden Legende der eigentlichen 
Klimafunktionskarte (Abbildung 17) entnommen werden.  Die Klimatope wurden auf gutachterlicher

31  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Basis manuell durch Digitalisieren unter Verwendung von ArcGIS in der Version 10.7 er stellt. Dabei 
kamen mehrere weitere Datensätze bzw. Dienste als Hilfsmittel zum Einsatz. In erster Linie gilt dies für 
das Luftbild der Stadt Darmstadt aus dem Jahr 2022  mit einer räumlichen Auflösung von 20  cm x 
20 cm, welches stets im Hintergrund als „Ze ichenfläche“ vorlag. Ergänzend erfolgte u.  a. eine 
Berücksichtigung von ALKIS-Daten (Basis-DLM) sowie vom berechneten Wärmebelastungsindex und 
dessen Eingangsdaten (siehe Kapitel 4.7). 
Dennoch ist zu beachten, dass Flächen existieren, bei denen eine eindeutige Zuordnung bzw. 
Abgrenzung von Klimatopen nicht immer gegeben ist und vom Ermessen des Erstellers bzw. dem Grad 
der Generalisierung abhängt. 
Hinsichtlich der Generalisierung wurde darauf geachtet, keine Kleinstflächen auszu weisen. In der 
Regel gilt (von einigen Ausnahmen abgesehen) ein Schwellwert von 0,4 ha. Lediglich innerstädtische 
Grünflächen wurden aufgrund ihrer hohen lokalklimatischen Bedeutung und günstigen 
Aufenthaltsbedingungen teilweise bis zu einer Mindestgröße von 0,1 ha erfasst. 
Nachdem die Ausweisung der nicht städtis ch geprägten Klimatope und des Gewerbeklimas in den 
meisten Fällen zweifelsfrei möglich war, soll nun (neben der Vorstellung der restlichen Klimatope) 
genauer auch anhand von einigen ausgewählten Beispielen erläutert werden, wie die Abgrenzung 
zwischen den städtischen Klimatopen (Vorstadtklima, Stadtrandklima, Stadtklima und Innenstadtklima) 
erfolgte und was diese jeweils kennzeichnet. Die Orientierung w ar hierfür wieder die VDI (2015 
S.14-22), an die auch die nachfolgenden Beschreibungen angelehnt sind. Zu r besseren 
Veranschaulichung wird für jedes Klimatop auf der linken Seite zusätzlich ein kl einer Ausschnitt aus 
der Klimaanalysekarte gezeigt. 
Abbildung 17: Zusammenfassende Übersicht der Klimatope. 
Quelle: Legende der Klimaanalysekarte.

32  
 
 
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 Gewässer- und Seenklima 
Wie bereits aus dem Namen hervorgeht, entfallen alle 
vorhandenen klimatisch relevanten Wasserflächen auf diese 
Klimatopklasse. Das Gewässer- und Seenklima zeichnet sich 
im Allgemeinen durch einen gedämpften Tages -
temperaturgang verglichen mit umgebenden Bereichen aus 
(kühler am Tag, wärmer in der Nacht). Folgendes ist jedoch 
zu beachten: ste hende Gewässer können sich über die Zeit 
so stark aufheizen, dass von ihnen am Tag keine kühlende 
Wirkung mehr ausgeht und sie in der Nacht sogar als Wärmequellen fungieren. Aufgrund der 
geringen Rauigkeit von Wasserflächen behindern sie keine Luftaustauschvorgänge und können selbst 
als Luftleitbahnen in Erscheinung treten. Größere Flüsse sind in Darmstadt nicht vorhanden, allerdings 
gibt es einige Seen, wie z. B. der Große Woog oder den Erich-Kästner-See. 
 
 Freilandklima 
Zum Freilandklima gehören Freiflächen, wie z. B. Wiesen, Felder 
oder Brachen mit einem Versiegelungsgrad von weniger als 10  %, 
die gleichzeitig nur einen sehr geringen Baumbestand aufweisen. Der 
Tagesgang der Temperatur ist im Bereich des Freilandklimas 
ungestört, während der Einfluss auf die Luftfeuchtigkeit sehr gering ist. 
Entsprechende Flächen können noch zwei weitere sehr positive 
Eigenschaften besitzen. Zum einen bildet sich hier großflächig Kaltluft, welche bei entsprechender 
Hangneigung (> 2  %) auch  in die (städtische) Umgebung abfließt und zum anderen kann über 
Freiflächen ungehinderter Luftaustauch in Form von Kaltluft -, Luftleitbahnen oder Talwinden erfolgen. 
Große Freiflächen befinden sich in allen Himmelsrichtungen jeweils in den Randbereichen d es 
Stadtgebietes. Das Freilandklimatop ist mit einer Gesamtfläche von 23,9 km2 (entspricht 19,5 %) das 
zweitgrößte Klimatop im Stadtgebiet von Darmstadt. 
 
 
 
 
 
 
 Waldklima

33  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Zum Waldklima gehören alle Flächen, die zu mindestens 
90 % mit Laub - oder Nadelbäumen bedeckt sind. Hier 
liegt ein stark gedämpfter Tagesgang der Lufttemperatur 
und -feuchte vor. Oberhalb der Kronen bildet sich Kaltluft, 
die etwa ab einer Hangneigung von 2 % auch in 
nennenswertem Umfang abfließen kann. Außerdem 
fungieren Wälder als Luftfi lter, da sie verglichen mit 
Freiflächen in wesentlich größerem Umfang CO 2 in Sauerstoff umwandeln. Das größte Waldgebiet 
in Darmstadt ist der Stadtwald und befindet sich in der gesamten Osthälfte des Stadtgebietes. Eine 
weitere große Waldfläche bildet der Westwald. Insgesamt werden 61,5  km2 (entspricht 50,4 %) 
vom Waldklimatop geprägt.  Damit ist dieses Klimatop das mit Abstand größte in Darmstadt.  Es 
handelt sich um einen stark überdurchschnittlich hohen Waldflächenanteil für eine Stadt in 
Deutschland. 
 
 Klima innerstädtischer Grünflächen 
Innerstädtische Grünflächen sind aufgrund ihrer sehr günstigen 
lokalklimatischen Eigenschaften von sehr hoher Bedeutung in 
Städten und können in Form von Parks, Wiesen, Friedhöfen oder 
mit Naturrasen begrünten Sportplätzen vorliegen. Ihr 
Versiegelungsgrad beträgt in aller Regel weniger als 20  %. Je 
nach Größe und Zusammensetzung verfügen innerstädtische 
Grünflächen über eine Kombination der positiven Eigenschaften 
des Freiland - bzw. Waldklimas und können einen wichtigen 
Beitrag zur Verringerung des städtischen Wärmeinseleffektes leisten. Wichtige i nnerstädtische 
Grünflächen in Darmstadt sind u. a. der innenstadtnahe Herrngarten, der Rudolf -Müller-Anlage, der 
Bürgerpark oder der Park Rosenhöhe. 
 
 Kleingartenklima 
Das Kleingartenklima verfügt über einen gedämpften Tagesgang der 
Lufttemperatur und -feuchte. Durch die nahezu permanente 
Bewässerung der dortigen Grünflächen lässt sich eine intensive 
Verdunstungskühlung feststellen. Di e geringe Versiegelung und das 
niedrige Bauvolumen führen zu einer geringen Wärmespeicherung. 
Damit können auch Kleingartenanlagen den städtischen 
Wärmeinseleffekt verringern. Auf ihnen kann darüber hinaus auch Kaltluft entstehen und etwa ab einer 
Hangneigung von 2  % in die Umgebung abfließen. Größere Kl eingartenanlagen gibt es 
beispielsweise am Molkenbach, westlich und nordöstlich des Bahnhofs Darmstadt Nord oder westlich 
des Parks Kraftsruhe. 
 Vorstadtklima

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Das Vorstadtklima bildet den Übergangsbereich zwischen 
Freilandklima und städtischer Bebauung und  zeichnet sich durch 
einen hohen Grünanteil sowie vorwiegend niedrige Ein - und 
Mehrfamilienhäuser in lockerer Bauweise aus (Versiegelungsgrad 
< 30 %), was in günstigen bioklimatischen Verhältnissen resultiert. 
Entsprechend ist der Einfluss auf die umgebend e Temperatur, die 
Luftfeuchte und den Wind gering. Typischerweise trifft dies auf die 
kleineren umliegenden Siedlungen und Dörfer außerhalb der Kernstadt zu. In Darmstadt wurden unter 
anderem das Wohngebiet nordöstlich des alten Friedhofs und Teile der Villenkolonie im Norden von 
Eberstadt dem Vorstadtklima zugewiesen.  
 
 Stadtrandklima 
Die nächsthöhere Kategorie bildet das Stadtrandklima. Hier ist 
im Allgemeinen die Bebauung mit einem Versiegelungsgrad von 
ca. 30 % bis 50 % dichter und der Grünflächenan teil geringer, 
wodurch sich oft schon eine (schwache) Wärmeinsel bilden 
kann. Mit einer Fläche von knapp 9,8  km2 besitzt das 
Stadtrandklima einen Anteil von 8,0 % an der Gesamtfläche des 
Stadtgebietes und bildet damit nach dem Gewerbeklima das zweithäufigs te Siedlungsklimatop ab. 
Hierzu gehören beispielsweise weite Teile der Heimstätten-Siedlung oder des Komponistenviertels. 
 
 Stadtklima 
Noch dichtere und / oder höhere Bebauung und damit ein 
Versiegelungsgrad von 50 % bis 70 % ist charakteristisch für das 
Stadtklima. In diese Kategorie lassen sich durch 
Blockrandbebauung, geprägte Bereiche mit einem relativ 
geringen Grünflächenanteil einor dnen (z. B. Johannesviertel, 
Martinsviertel). Außerdem fallen weitere dicht bebaute Gebiete 
u. a. südöstlich der Innenstadt oder der Ortskern von Arheilgen in  diese Klimatopklasse. Mit einem 
ausgeprägten Wärmeinseleffekt ist zu rechnen.  
 
 Innenstadtklima 
Die höchste Klimatopklasse bildet das Innenstadtklima, 
welches in der Altstadt vorliegt. Hier beträgt der 
Versiegelungsgrad verbreitet mehr als 70 % und die 
Durchgrünung beschränkt sich auf wenige Bäume oder 
nur sehr kleine zusammenhängende Grünflächen. Di e 
dichte Bebauung und die daraus resultierende hohe 
Rauigkeit behindern die Durchlüftung erheblich. Diese

35  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Voraussetzungen sind ideal für die Ausbildung einer  sehr starken Wärmeinsel. Zusammen mit den 
schlechten Luftaustauschverhältnissen ergeben sich human -biometeorologisch sehr ungünstige 
Aufenthaltsbedingungen.  
 
 Gewerbe- und Industrieklima 
Zu dieser Klimatopklasse gehören gewerblich geprägte 
Flächen mit einem Versiegelungsgrad von bis zu 100  % 
(Gewerbegebiete, Gewerbebrachen, Bahnanlagen, 
Fabriken, etc. ). Entsprechende Flächen stellen häufig 
einen massiven Eingriff in die Natur dar und bilden je 
nach vorhandener Fläche eine große Wärmeinsel aus. 
Zudem liegt häufig auch ein erhöhter Ausstoß an 
Luftschadstoffen vor, sofern es sich um produzierendes 
Gewerbe handelt. Vorhandene Kaltluft – oder Luftleitbahnen können z. B. durch hohe Fabriken oder 
Hallen abgeschwächt, umgeleitet oder sogar gänzlich gestoppt werden . Im Stadtgebiet von 
Darmstadt befinden sich mehrere Gewerbeflächen , die insgesamt eine Fläche von 10,5 km2 
einnehmen, was etwa 8,6  % des Stadtgebietes entspricht. Das Gewerbeklima ist damit das 
flächenmäßig verbreitetste Siedlungsklimatop in Darmstadt. Sehr  prägend ist der große 
Gewerbekomplex in der Westhälfte des Stadtgebietes, welcher sich von der Eschollbrücker Straße im 
Süden bis an den südlichen Ortsrand von Arheilgen im Norden erstreckt. Alle weiteren 
Gewerbegebiete sind bedeutend kleiner und verteilen sich auf verschiedene Standorte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.4 Das Kaltluftabflussmodell KLAM_21 
4.4.1 Theoretische Grundlagen 
Laut DWD (2021) ist „KLAM_21 ein vom Deutschen Wetterdienst entwickeltes zweidimensionales, 
mathematisch-physikalisches Simulationsmodell zur Berechnung von Kaltluftflüssen in orographisch 
gegliedertem Gelände für Fragen der Standort -, Stadt - und Re gionalplanung.“ Es simuliert 
flächendeckend die Dynamik und Entwicklung von Kaltluftflüssen sowie die Ansammlung von Kaltluft 
in einem beliebig rechteckig abgegrenzten Untersuchungsgebiet bei einer Maximalgröße von 3000 
x 3000 Pixeln. Die Auflösung der einzelnen Rasterzellen kann dabei beliebig definiert werden. Das

36  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Untersuchungsgebiet ist so groß zu wählen, dass alle für ein Stadtgebiet relevanten 
Kaltlufteinzugsgebiete erfasst werden.  
Für die Berechnung wird jeder Landbedeckungsklasse u.  a. eine bestimmt e Rauigkeit und eine 
Kaltluftproduktionsrate zugewiesen. Zusätzlich spielt die Geländehöhe je Pixel für die Kaltluftdynamik 
eine wesentliche Rolle, insbesonde re da das Stadtgebiet von Darmstadt  über eine weniger stark 
ausgeprägte Topgraphie verfügt und somit in weiten Teilen eine verminderte Kaltluftdynamik aufweist. 
KLAM_21 rechnet mit einer sogenannten „Strahlungsnacht“ im Sommer (kein Wind von außerhalb, 
kaum Wolken, gleichbleibende Ausstrahlung) mit einer Dauer von 8 Stunden, um ausschließlich das 
lokale Kaltluftgeschehen unabhängig von übergeordneten Wetterlagen z u erfassen. Der 
Simulationsbeginn liegt kurz vor Sonnenuntergang. Ergebnisse können vom Modell für jeden 
beliebigen Zeitpunkt ausgegeben werden. Man erhält entsprechend flächenhaft für das gesamte 
Modellgebiet die Verteilung der Kaltlufthöhe, den Kaltluftv olumenstrom und die mittlere 
Fließgeschwindigkeit. Letztere als Höhenmittel und für eine selbst zu definierende Höhe, welche 
standardmäßig 2 m beträgt und dem Aufenthaltsbereich des Menschen entspricht.  
Nach der VDI 3787, Blatt 1 (2015:37,38) gehört KLAM_ 21 zu den Modellen, „deren 
Strömungsmodul nach einem anerkannten Verfahren verifiziert wurde“. Es ist somit besonders für 
stadtklimatische und kaltluftspezifische Fragestellungen geeignet und hat sich schon in zahlreichen 
amtlichen Gutachten zur Stadt-, Regional- und Landesplanung bewährt.  
Neben der Einstellung von einigen KLAM_21 Konfigurationsparametern ist es für den Start der 
Modellierung erforderlich, das DGM (Digitales Geländemodell) und die Landnutzung so 
aufzubereiten, dass sie vom Modell eingelesen werden können. Bei Interesse können weiterührende 
Informationen u. a. zu den mathematisch -physikalischen Grundlagen von KLAM_21 Sievers (2005) 
entnommen werden. 
 
 
 
 
 
 
4.4.2 Praktische Umsetzung – Vorbereitung der Modellierung 
 
Klimatop KLAM_21 Klasse Name KLAM_21 Klasse Code 
Freilandklima unversiegelte Freifläche 7 
Waldklima Wald 3

37  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Tabelle 2: Übersicht zur Umwandlung der Klimatopklassen zu den passenden KLAM_21 Nutzungsklassen. 
 
Der erste Schritt, welcher bei Bedarf im weiteren Verlauf der Vorbereitungen allerdings noch angepasst 
werden kann, ist die Auswahl des Modelliergebietes. Dabei sind die oben genannten 
Rahmenbedingungen zu beachten. 
Da KLAM_21 sensibel auf zu kleine Modelliergebiete reagiert, ist es im Zweifel immer besser dieses 
etwas zu groß als zu klein zu wählen Fuchs (2018:24, 63). Vor diesem Hintergrund wurde ein weit 
in alle Himmelsrichtungen hineinreichendes Modelliergebiet gewählt, um auch wirklich alle 
Kaltluftströme aus der Umgebung von Darmstadt  zu erfassen. Durch die Ausnutzung der maximal 
möglichen Gebietsgröße von 3000 x 3000 Rasterzellen, konnte eine gesamtstädtisch recht hohe 
räumliche Auflösung von 10 m x 10 m realisiert werden. 
Der nächste Schritt besteht nun darin, für des gewählte Modellierungsgebiet Informationen zur 
Geländehöhe und zur Landbedeckung so aufzubereiten, dass sie von KLAM_21 eingelesen werden 
können. Hierzu wurde des  für Hessen vorliegende DGM1 auf die Zielauflösung von 10  m x 10 m 
umgerechnet und auf das Modelliergebiet zugeschnitten (Abbildung 18).  
Etwas komplizierter ist die Vorbereitung der Landbedeckung, da sich hier als aller erstes die Frage 
stellt, welche Da ten die Grundlage bilden sollen?  Hier wurde eine kombinierte Variante gewählt. 
Innerhalb des Stadtgebietes von Darmstadt sowie des Stadtgebietes vom westlich benachbarten 
Griesheim wurden die erstellten Klimatope herangezogen und gemäß Tabelle 2 in die von KLAM_21 
benötigten Klassen überführt, sodass hier eine hohe Detailqualität gewährleistet ist.  
Außerhalb der beiden Stadtgebiete erfolgte die Verwendung des europäischen, aus S atellitendaten 
erzeugten und frei verfügbaren CORINE -Landbedeckungsdatensatzes. Dieser weist mit einer 
räumlichen Auflösung von 100  m x 100  m eine geringere Detailschärfe auf, verfügt andererseits 
jedoch über mehr als 40 Klassen, welche ebenfalls nach einer vorliegenden Tabelle  umgewandelt 
wurden. Aufgrund deren Größe wird sie aus Gründen der Übersichtlichkeit an dieser Stelle nicht 
gesondert dargestellt. Das finale Landbedeckungsraster ist Abbildung 19 zu entnehmen. 
Klima innerstädtischer 
Grünflächen 
Park 6 
Kleingartenklima Park 6 
Wasserklima Wasser 9 
Gewerbeklima Industriegebiet 5 
Vorstadtklima Siedlung locker 2 
Stadtrandklima Siedlung locker 2 
Stadtklima Siedlung dicht 1 
Innenstadtklima Siedlung dicht 1

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Nachdem das DGM und die Landbedeckung in für KLAM_21 aufbereiteter Form vorliegen, kann die 
Modellierung gestartet werden. Für die Ergebnisausgabe wurden insgesamt elf Zeitschritte (15  min, 
30 min, 60 min / 1 Stunde, 90 min, 120 min / 2 Stunden, 180 min / 3 Stunden bis 480 min / 
8 Stunden) gewählt. Die angegebenen Minutenwerte entsprechen der vergangenen Zeit nach 
Sonnenuntergang. Die erhöhte Anzahl an Zeitschritten zu Beginn der Nacht stellt sicher, dass gerade 
in den (für das Einschlafen) wichtigen ersten Nachtstunden differenzierte Informationen vorliegen. 
 
4.4.3 Praktische Umsetzung – Datenaufbereitung nach der Modellierung 
Sobald die Modellierung abgeschlossen ist, bietet KLAM_21 die Möglichkeit provisorische Karten für 
alle Zeitsch ritte zu erzeugen. Von Seiten des Nutzers ermöglichen diese aber nur geringe 
Anpassungsmöglichkeiten. Außerdem liegen die vom Modell erstellten Ergebnisdaten in einer Form 
vor, in der Sie nicht weiter im GIS bearbeitet, ausgewertet und kartographisch darge stellt werden 
können. 
Vor diesem Hintergrund wurde eine automatisierte Methodik unter Verwendung der 
Programmiersprache R  entwickelt, welche es ermöglicht, folgende Ergebnisse jeweils für alle 
Zeitschritte zu erhalten: 
 die Kaltlufthöhe in m als GeoTIFFs  
 die Kaltluftvolumenstromdichte in m3 / (m*s) als GeoTIFFs 
 die Kaltluftfließgeschwindigkeiten inkl. deren Richtung als Höhenmittel und in 2  m Höhe als 
Punktshapefiles in der Ursprungsauflösung (10 m x 10 m) 
 aggregierte Punktshapefiles der Kaltluftfließgeschw indigkeiten zur besser lesbaren 
Kartendarstellung (100 m x 100 m) 
Mit den oben genannten Daten lassen sich nun alle erforderlichen Karten erstellen. Eine Auswahl 
davon wird im nächsten Kapitel vorgestellt. Alle übrigen Karten sind im (digitalen) Anhang zu finden.

39  
 
 
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Abbildung 18: Digitales Geländemodell im Modelliergebiet.

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Abbildung 19: Landbedeckungsraster im Modelliergebiet.

41  
 
 
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4.5 Ergebnisse der Kaltluftmodellierung 
Um den Umfang dieses Unterkapitels sowie die Anzahl an Karten zu begrenzen, wird nachfolgend 
zunächst der Zeitverlauf der Kaltluftvolumenstromdichte präsentiert, bevor darauffolgend für alle drei 
Parameter der Zeitschritt nach zwei Stunden gesondert besprochen wird, da dieser in großen Teilen 
maßgeblich für die späteren Darstellungen in der Klimaanalysekarte ist (siehe Kapitel 4.11). 
 
4.5.1 Kompletter Zeitverlauf der Kaltluftvolumenstromdichte 
Die Karten zur Kaltluftvolumenstromdichte gelten als besonders anschaulich, um die zeitliche 
Kaltluftdynamik im Stadtgebiet von Darmstadt  zu visualisieren, weshalb im Folgenden alle elf 
Zeitschritte dargestellt sind (Abbildung 20) und kurz zusammenfassend erläutert werden. Zusätzlich ist 
zum besseren Verständnis auch eine Definition der Kaltluftvolumenstromdichte angegeben. Die 
gleichen Zeitserien zur Kaltluftfließgeschwindigkeit sowie zur Kaltlufthöhe sind im Anhang zu finden. 
Definition Kaltluftvolumenstromdichte: Die Kaltluftvolumenstromdichte ist diejenige Kaltluftmenge in m³, 
die pro Sekunde durch einen 1 m breiten Streifen zwischen der Erdoberfläche und der Obe rgrenze 
der Kaltluftschicht, welche senkrecht zur Strömung steht, fließt. 
Ihre Werte können folgendermaßen eingeordnet werden: 
0 bis 2: sehr niedrig 
> 2 bis 10: niedrig 
>10 bis 20: mäßig 
> 20 bis 50: hoch 
> 50 bis 100: sehr hoch 
> 100: extrem hoch 
Die Stadt Darmstadt verfügt aufgrund der vorliegen Topographie (Höhenunterschied von ca. 180 m, 
geringste Werte im Westen, höchste im Südosten) verglichen mit vielen anderen Städte in Deutschland 
über eine schwach bis mittelstark ausgeprägte Kaltluftdynamik. Während einige Teile des 
Stadtgebietes (primär Eberstadt im Süden) bei Hochdruckwetterlagen günstige Kaltluftverhältnisse 
aufweisen, ist vor allem die Westhälfte von Darmstadt in dieser Hinsicht stark benachteiligt. 
Hauptantrieb für die Kaltluft ist das Gelände, da die kalte Luft entsprechend von höheren Bereichen in 
tiefere Lagen fließt. Je stärker die Höhenunterschiede ausgeprägt sind, desto besser ist die 
Kaltluftversorgung. Neben geringen Höhenunterschieden wirken sich vor allem stark verdichtete und 
hoch bebaute Siedlungsbereiche negativ auf die lokalen Kaltluftverhältnisse aus. 
Besonders prägnant sind Bereiche, welche frühzeitig in den ersten Nachtstunden in violetten Farben 
auftauchen. Dort werden Kaltluftvolumenstromdichten von mehr als 50 m 3 / m*s erreicht, was sehr 
hohen Werten entspricht (DWD 2017:53). Zwei Stunden nach Sonnenuntergang profitiert Eberstadt 
von einem entsprechend starken, von Osten kommenden Kaltluftstrom. Eine weitere, insbesondere für 
die Darmstädter Innenstadt , wichtige Kaltluftbahn v erläuft in etwa entlang folgender Linie: 
Darmbachaue => An den Lichtwiesen => Botanischer Garten => Großer Woog => Rudolf -Müller-

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Anlage. Der hier fließende Kaltluftstrom ist allerdings deutlich schwächer ausgeprägt als der bei 
Eberstadt. 
Sobald eine Kaltlu ftvolumenstromdichte von mehr als 10  m3 / m*s erreicht wird, kann diese als 
klimatisch relevant bezeichnet werden, da die Abkühlung dann auch von der Bevölkerung 
wahrgenommen wird. Je früher dies im Laufe der Nacht der Fall ist, desto besser ( Moldenauer et al. 
2015, S.41). 
Zwei Stunden nach Sonnenuntergang (ca. 23 bis 0 Uhr im Sommer) weisen nur wenige Orte (neben 
den genannten nur noch Teile von Kranichstein) in Darmstadt  eine entsprechend hohe 
Kaltluftvolumenstromdichte auf. Entsprechend lassen sich verbreitet erschwerte Einschlafbedingungen 
für die Bevölkerung feststellen, da in Darmstadt ein ausgeprägter städtischer Wärmeinseleffekt mit 
entsprechend starker Aufheizung tagsüber vorliegt (vgl. Kapitel 4.7). 
Die Flächen mit einer Kaltluftvolumenstromdichte von mehr als 10  m3 / m*s vergrößern sich in den 
weiteren Nachtstunden nur sehr langsam. Etwa vier Stunden nach Sonnenuntergang werde n der 
östliche Rand der Innenstadt sowie Teile des nördlichen Gewerbegebietes (Merck KGaA) erreicht. 
In mehreren Bereichen von Darmstadt ist die nächtliche Kaltluftsituation besonders ungünstig . Dort 
erreicht die Kaltluftvolumenstromdichte zu keinem Zeitpunkt der sommerlichen Strahlungsnacht Werte 
von mehr als 10  m3 / m*s. Das betrifft u.a.: die westliche Innenstadt, praktisch d ie kompletten 
Stadtteile Darmstadt-West und Darmstadt-Bessungen, das Europaviertel, das Johannesviertel oder das 
Martinsviertel. En tsprechend kann dort die tagsüber angestaute Wärme allein durch die lokalen 
Strömungen kaum abtransportiert werden. Es ist in den genannten Bereichen besonders wichtig, 
möglichst viele, am besten miteinander vernetzte Grünflächen/Grünstrukturen zu schaffen , um die 
lokale Kaltluftbildung vor Ort zu verbessern.  
Plakativ ist das Ganze in Abbildung 21 visualisiert. Dort wird gezeigt, wo die 
Kaltluftvolumenstromdichte zu bestimmten Zeitpunkt den Grenzwert von 10 m3 / m*s übersteigt. 
Für detaillierte Informationen sei auf die Einzelkarten zu den jeweiligen Zeitschritten bzw. auf die der 
Stadt Darmstadt bereitgestellten Animationen verwiesen.

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Abbildung 20: Zeitserie der Kaltluftvolumenstromdichte 
nach Sonnenuntergang. Die Legende ist vergrößert auf 
der rechten Seite zu sehen.

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Abbildung 21: Übersicht zur Kaltluftversorgung im Stadtgebiet von Darmstadt für verschiedene Zeitschritte. Je 
dunkler das Blau, desto besser. Nicht gekennzeichnete Bereiche erreichen den Grenzwert bei der 
Kaltluftvolumenstromdichte für eine hinreichend gute Kaltluftversorgung in den ersten sechs Nachtstunden nicht.

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4.5.2 Grundlage für die Darstellung in der Klimaanalysekarte – Zeitschritt nach zwei 
Stunden Simulationszeit 
Die Klimaanalysekarte allein ist nicht in der Lage als statische Karte den kompletten nächtlichen 
Zeitverlauf der Kaltluftdynamik zu erfassen. Da jedoch gerade im Sommer die ersten Nachtstunden 
entscheidend für eine schnelle Abkühlung überwärmter Bereiche sind, ist die Klimaanalysekarte darauf 
ausgelegt, im Wesentlichen die „Anfangsphase der Nacht“ abzubilden (Moldenauer et al. 2017, 
S.39ff., Geißler & Dröscher 2017, S.106ff., VDI 2015). 
Vor diesem Hintergrund und auf Basis der Erfahrung aus anderen Städten fiel die Wahl auf den 
Zeitpunkt von 120 min nach Simulationsbeginn / Sonnenuntergang. Das entspricht im Hochsommer 
in etwa 23 bis 0 Uhr. Dieser Zeitpunkt bildet damit die Grundlage für alle im Kapitel 4.6 vorstellten 
Kaltluftmerkmale. 
Da zur Kaltluftvolumenstromdichte bereits im vorangegangen Abschnitt Aussagen getätigt wurden, soll 
sich dieses Unterkapitel auf die Kaltlufthöhe  (Abbildung 8) sowie die bodennahe 
Kaltluftfließgeschwindigkeit (Abbildung 9) konzentrieren. Je größer die Kaltlufthöhe ist, desto stärker 
kann die Luft darunter abkühlen. Ebenfalls positiv sind hohe bodennahe Fließgeschwindigkeiten in den 
ersten Nachtstunden. Wichtig zu beachten ist jedoch, dass diese mit steigender Kaltlufthöhe 
abnehmen, da kalte Luftmassen schwerer und damit auch träger sind als wärmere.  Sie kommen 
sozusagen „zur Ruhe.“ Dieses Verhalten lässt sich in Darmstadt  sehr gut anhand der Animation zur 
bodennahen Fließgeschwindigkeit nachvollziehen. So breiteten sich die Bereiche mit sehr geringen 
Fließgeschwindigkeiten in 2 m Höhe von weniger als 0,1 m/s im Laufe der Nacht proportional zur 
Zunahme der Kaltlufthöhe immer weiter aus.  Hohe bodennahe Fließgeschwindigkeiten treten 
typischerweise auf Berg- bzw. Hangkuppen oder an der Vorderseite eines Kaltluftstromes auf. 
Zwei Stunden nach Sonnenuntergang treten in Eberstadt mit Kaltlufthöh en von 30 bis 50  m die 
höchsten Werte in ganz Darmstadt auf. Bei den im vorangegangen Kapitel genannten 
Defizitbereichen im Westen von Darmstadt beträgt die Kaltlufthöhe oft weniger als 5 m. Der Rest liegt 
dazwischen, wobei höhere Werte von um die 20  m im Bereich von Wixhausen, im Woogsviertel 
oder in Kranichstein vorkommen. 
An zwei Stellen in Darmstadt gibt es noch Bereiche mit Kaltluftstau. Dabei handelt es sich um flache 
Gebiete (Walflächen, Wiesen, Acker) mit sehr geringen Hangneigungen. Auf diesen kann  die sich 
bildende Kaltluft nicht bzw. nur sehr langsam abfließen und wächst an Ort und Stelle zunehmend in 
die Höhe. In Darmstadt betrifft dies den äußersten Südwesten des Stadtgebietes oder den Bereich um 
die Bahnstrecke zwischen den Bahnhäfen Darmstadt-Kranichstein und Messel.

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Abbildung 22: Kaltlufthöhe zwei Stunden nach Sonnenuntergang.

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Abbildung 23: Kaltluftfließgeschwindigkeit in 2 m Höhe nach Sonnenuntergang.

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4.6 In der Klimaanalysekarte dargestellte Kaltluftmerkmale 
Die im Kapitel 4.5 sowie im Anhang gezeigten Modellierungsergebnisse wurden als Ausgangsbasis 
verwendet und im GIS (Geographisches Informationssystem) umfassend aufbereitet, um die VDI -
konformen Kaltluftinformationen zu gewinnen. Folgende kaltluftbezogene Informationsebenen wurden 
abgeleitet und in der Klimafunktionskarte dargestellt (bitte beachten: all e Pfeile sind idealisierte 
Piktogramme räumlich kontinuierlicher Phänomene, somit ist keine scharfe Grenzziehung möglich). 
Darüber hinaus ist folgender Aspekt unbedingt zu beachten.  
Weiterhin gilt es zu beachten, dass auch in Bereichen wo keine Kaltluft e ingezeichnet ist, diese 
durchaus vorhanden ist, aber eben nicht die für die Darstellung erforderlich Grenzwerte erfüllt. Die 
Festlegung von entsprechenden Grenzwerten ist notwendig, um für die Kaltluftversorgung in Darmstadt 
besonders relevante Flächen zu identifizieren und damit letztlich eine Differenzierung zu ermöglichen. 
 
4.6.1 Luftleitbahn 
Gemäß Moldenauer et al. (2015, S.39) sind Luftleitbahnen bzw. 
auch Ventilationsbahnen Bereiche, „in denen sich der regionale 
Windeinfluss, insbesondere bezüglich der Hauptwindrichtung, 
unbehindert entfalten kann. In Darmstadt handelt es sich dabei um 
West / Südwest. Voraussetzung für die Entstehung einer 
Luftleitbahn sind nach VDI (2015, S.25) eine geringe Rauigkeit 
ohne Hindernisse im gesamten Verlauf, eine möglichst geradlinige 
oder nur leicht gekrümmte Ausrichtung und eine hinreichend große Breite. Ideal wären mehr als 
300 m. Außerdem sollte die Hangneigung sehr gering sein. Diese Bedingungen sind häufig z. B. im 
Fall von breiten Flussauen, Straßen und Bahngleisen erfüllt. 
Wichtig zu beachten ist darüber hinaus, dass Luftleitbahnen sowohl in der Nacht als auch am Tag 
bestehen. Alle anderen Kaltluftmerkmale beziehen sich hingegen nur auf die Nachtsituation. 
Führen Luftleitbahnen entlang von Straßen mit einer täglichen Verkehrsbelastung von mehr als 10.000 
Kfz oder queren diese, so gelten sie als potenziell lufthygienisch belastet und werde n in roter Farbe 
dargestellt. 
Aufgrund der vergleichsweise geringen Topographie befinden sich in Darmstadt einige Luftleitbahnen. 
Ihre Lage wurde qualitativ auf Basis des Wissens um die Hauptwindrichtung und der Betrachtung der 
Geländebeschaffenheit sowie der bodennahen Strömungsrichtung in 2 m Höhe während der ersten 
vier Nachtstunden ermittelt. Innenstadtnah ist die B26 oder auch die Frankfurter Straße stellvertretend 
für potenziell Schadstoffbelastete Luftleitbahnen zu nennen. Unbelastete Luftleitbahnen befinden sich 
u. a. im Umwelt von Wixhausen oder entlang der Bahnstrecke von Darmstadt Hbf in Richtung 
Darmstadt Süd.

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4.6.2 lokaler Kaltluft(ab)fluss 
Der nächtliche flächenhafte Kaltluftabfluss (dargestellt durch 
kleine blaue Pfeile – siehe Abb. links) ist Teil eines thermisch 
induzierten Windsystems (Hangab- und -aufwind). Nachts 
fließt die bodennah gebildete Kaltluft am Hang ab, ist also 
durch die Schwerkraft beeinflusst (VDI 2015). Prinzipiell 
kann an allen Hängen mit naturnaher Vegetation (Wiese, 
Wald) od er auf Ackerflächen Kaltluft entstehen und ab 
einem Gefälle von etwa 1° (Wiese, Ackerland) bzw. 5° (höherer Bewuchs) in Richtung Talsohle 
abfließen (VDI 2003). Im Planungskontext sind jedoch vor allem die Kaltluftabflüsse relevant, die einen 
Siedlungsbezug haben, also von einem Ausgleichsraum (Wald, Wiese, Park) zu einem Wirkungsraum 
(Siedlungsbereiche) strömen und bioklimatische Entlastung bringen (z. B. in Kranichstein  oder 
Eberstadt). 
Flächenhafte Kaltluftabflüsse bestimmen besonders in der Anfangsphase einer Strahlungsnacht das 
Kaltluftgeschehen vor Ort. Dementsprechend wurden die bodennahen Kaltluftflüsse (2 m über Grund) 
für den Zeitschritt 2  h (nach Sonnenuntergang), mit einer Fließgeschwindigkeit von ≥ 0,5 m/s und 
klarem Siedlungsbezug zur Herleitung verwendet. Verlaufen flächenhafte Kaltluftabflüsse entlang oder 
im näheren Umfeld verkehrsbelasteter Straßen (Kapitel 4.9), so erfolgt eine Darstellung in roter Farbe. 
 
4.6.3 Talwind 
 Die an den Talhängen abfließende Kaltluft sammelt sich in der 
Talsohle und bildet nachts talabwärts gerichtete Kaltluftströme, 
auch Tal(ab)winde genannt. Diese haben 
Ausgleichsströmungen am Tage (Bergwinde), die talaufwärts 
gerichtet sind und bilden zusammen ein Berg- / Talwindsystem 
(VDI 2015). Talwinde tragen zur Belüftung von (überwärmten) 
Siedlungsbereichen bei, wenn die Täler auf diese ausgerichtet 
sind, also Ausgleichsraum mit Wirkungsraum verbinden.  
Abgeleitet wurden die Talwinde aus dem Höhenmittel der Kaltluftströme in den Talsohlen (> 0,5 m/s) 
bei gleichzeitigen Kaltluftvolumenstromdichten von mindestens 10 m 3 / (m*s) nach zwei Stunden 
Simulationszeit und einem direkten Siedlungsbezug. Talwinde ohne Siedlungsbezug wurden nicht in 
die Klimaanalysekarte übernommen. Sofern sich verkehrsbelastete Straßen in der Nähe befinden (DTV 
> 10.000), werden diese in roter Farbe gekennzeichnet. 
Markante Talwinde verlaufen vor allem östlich von Eberstadt, nördlich und südlich von Wixhausen 
und entlang der Achse Darmbachaue => An den Lichtwiesen => Botanischer Garten => Großer 
Woog => Rudolf-Müller-Anlage.

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4.6.4 Kaltlufteinzugsgebiet 
Kaltlufteinzugsgebiete werden von Flächen gespeist, über 
denen infolge der nächtlichen Energiebilanz eine stärkere 
Abkühlung der Luft au ftritt und somit Kaltluft entsteht (z. B. 
Wiesen, Ackerland, Wald, Parks). Über eine vorhandene 
Geländeneigung wird die Kaltluft hang- bzw. talabwärts aus 
dem Kaltlufteinzugsgebiet zum Wirkungsraum transportiert 
(VDI 2015). Im Stadtgebiet von Darmstadt sin d Kaltlufteinzugsgebiete vor allem im nördlichen und 
östlichen Teil vorhanden. 
Als Basis für die Ausweisung der Kaltlufteinzugsgebiete dienten vor allem die bodennahen 
Kaltluftfließgeschwindigkeiten (2 m über Grund) zu Anfang der Nacht (Zeitschritt 2 h nach 
Sonnenuntergang), die eine Fließgeschwindigkeit von ≥ 0,5 m/s erreichen. Zudem wurde ein direkter 
Siedlungsbezug berücksichtigt, d. h., die Kaltluftentstehungsgebiete befinden sich nicht weiter als 1 km 
vom Siedlungsbereich entfernt. Als Siedlungsbereich wurden alle Klimatope außer Freiland, Wald, 
Kleingarten, innerstädtische Grünflächen und Wasser definiert. Außerdem muss eine Mindestgröße 
von 2 ha für die einzelnen Teilflächen vorliegen. 
Neben der Kaltluftgeschwindigkeit wurden Kaltlufteinzugsgebiete zusätzlich auch unter 
Berücksichtigung der Kaltluftvolumenstromdichten ausgewiese n. Dies ist der Fall, wenn nach 2 h 
Simulationszeit eine Kaltluftvolumenstromdichte von mehr als 10 m3 / m*s festzustellen ist.  
Zusammenfassend lässt sich damit festhalten, dass Kaltlufteinzugsgebiete ausgewiesen werden, wann 
immer entweder das Kriterium der Fließgeschwindigkeit oder das der Kaltluftvolumenstromdichte 
zusätzlich zur Mindestgröße und dem Abstand von maximal 1 km zu Siedlungsflächen erfüllt ist. 
 
4.6.5 Kaltluftstau 
Ein Kaltluftstau oder Kaltluftsee bildet sich vor 
Strömungshindernissen, z. B. an Straßen- und Bahndämmen, in 
natürlichen oder künstlichen Geländesenken, an Übergängen vom 
Freiland zum Wald oder auch vor Bebauungsriegeln. In 
Kaltluftstaugebieten stellen sich niedrige re Lufttemperaturen im 
Vergleich zur Umgebung ein und es besteht eine e rhöhte 
Nebelneigung und Nachtfrostgefahr (VDI 2015). Führen 
vielbefahrene Straßen durch Kaltluftstaugebiete, können sich dort 
Luftverunreinigungen aus dem Kfz-Verkehr ansammeln und zu hohen Schadstoffbelastungen führen.  
Die Ableitung der Kaltluftstaugebie te erfolgte anhand von sechs Kriterien, welche im Folgenden 
aufgelistet sind und alle erfüllt sein müssen: 
 bodennahe Kaltluftgeschwindigkeit in 2  m Höhe nach 2 Stunden Simulationszeit kleiner als 
0,3 m/s

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 Hangneigung kleiner als 5 ° 
 Kaltluftvolumenstromdichte nach 2 Stunden Simulationszeit kleiner als 10 m3 / m*s 
 Kaltlufthöhe nach 8 Stunden Simulationszeit (am Ende der Nacht) größer als 50 m 
 Freilandklima, Waldklima, Klima innerstädtischer Grünflächen oder Gewässerklima 
 Mindestfläche 2 ha 
In Darmstadt wurden die Kriterien für Kaltluftstau nur an folgenden drei Orten erfüllt: ganz im Südwesten 
des Stadtgebietes (südlich von Griesheim), südwestlich von Eberstadt und entlang des Baches Silz im 
Bereich der Waldflächen. 
 
4.6.6 Kaltlufthindernis bzw. Kaltluftbarriere 
Quer zur Strömungsrichtung verlaufende Hindernisse für 
den Kaltluftabfluss (dargestellt durch eine gezackte Linie) 
können natürlicher (z. B. Waldrand, Geländekante) aber 
auch menschengemachter Art sein (z.  B. Bahndamm, 
Riegelbebauung, quer stehende Gebäude ) (VDI 2015). 
Vor diesen Hindernissen samm elt sich gerade in der 
Anfangsphase der Nacht Kaltluft, wenn diese noch nicht 
so stark ausgeprägt ist. Meist werden diese 
Kaltlufthindernisse mit steigender Kaltluftschichtdicke nach 
einiger Zeit überströmt bzw. um strömt, stellen also nur 
temporäre Hindernisse für den Kaltluftabfluss dar. Wie schnell dies gesc hieht und wie groß die 
Hinderniswirkung ausfällt, ist abhängig von der lokalen Kaltluftdynamik und der Größe der Barriere. 
Hergeleitet wurden die Kaltlufthinde rnisse aus den Geschwindigkeitsabnahmen der bodennahen 
Kaltluftströme (2  m über Grund) in der ersten Nachthälfte (Zeitschritte bis zu 4  h nach 
Sonnenuntergang), wann immer diese  im Zusammenhang mit hohen (größer  10 m) quer zur 
Strömungsrichtung stehenden Gebäuden, Waldflächen oder der Geländecharakteristik stehen. 
In Darmstadt  finden sich Kaltluftbarrieren sowohl in Form von ungünstig stehenden Gebäuden 
(besonders viele davon gibt es auf dem Gelände der Merck KGaA ), als auch bei einigen 
Waldflächen im östlichen Stadtgebiet.

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4.6.7 Eindringtiefe der Kaltluft 
Obwohl der Übergang von den Freiflächen des 
unbebauten Umlands zum Siedlungsbereich meist mit 
einer Verlangsamung der Kaltluftströmung sowie 
Kaltlufthindernissen und -staus verbunden ist, können die 
Kaltluftmassen vielerorts in die Bebauung eindringen und 
eine Abkühlung überwärmter Siedlungsbereiche 
bewirken. Die Eindringtiefe der Kaltluft hängt im 
Wesentlichen von der Strömungsgeschwindigkeit der 
Kaltluft und der Konfiguration der Bebauung ab. Offene 
bzw. aufgelockerte Bebauungsstrukturen (Kleingärten, 
Einfamilienhaussiedlungen, etc.) ermöglichen ein weites Eindringen der Kaltluft in den Siedlungskörper, 
wohingegen abriegelnde, quer zur Strömungsrichtung stehende Bebauung oft ein Strömungshindernis 
darstellt, welches je nach Hindernishöhe und benachbarter Bebauung ggf. über - oder umströmt 
werden kann. 
Die Ausweisung der Kaltlufteindringtiefe in der Karte basiert auf den, bis in den Siedlungsbereich 
vordringenden, bodennahen Kaltluftströmen (2  m über Gr und) mit mindestens 0,5  m / s 
Strömungsgeschwindigkeit zwei Stunden nach Sonnenuntergang. Außerdem muss die 
Kaltluftvolumenstromdichte zum gleichen Zeitpunkt mindestens 10 m3 / m*s betragen. 
Bedingt durch die verhältnismäßig geringe Kaltluftdynamik in Darm stadt profitieren abgesehen von 
Eberstadt und dem Gelände der Merck KGaA nur wenige, kleinräumige Bereiche in größerem 
Umfang von der vorhandenen Kaltluft. 
 
4.7 Überwärmung – Wärmebelastungsindex und Verschattungsanalyse 
4.7.1 Wärmebelastungsindex - Eingangsdaten 
Für die Durchführung der Analyse kommen frei verfügbare amtliche Geobasisdaten sowie ebenfalls 
frei verfügbare fernerkundungsbasierte Satellitendaten der Raumfahrtunternehmen NASA (National 
Aeronautics and Space Administration) und ESA (European Space Agency) zum Einsatz. Von Seiten 
der NASA werden Landsat -8- bzw. Landsat-9-Daten (beide Satelliten rotieren zeitversetzt im selben 
Orbit) aus dem Spektrum des Thermalen Infrarots (TIR) zur Ableitung der Landoberflächentemperatur 
verwendet. In diesem Fall wurden Landsat 9  Daten vom 25.06.2023  mit einer ursprünglichen 
räumlichen Auflösung von 30 m x 30 m beschafft. Die ESA betreibt ihrerseits das Sentinel -2-
Satellitenpaar, dessen Daten dafür geeignet sind, daraus den NDVI mit einer räumlichen Auflösung 
von 10 m x 10 m abzuleiten. Hierbei handelt es sich um einen Vegetationsindex, der es ermöglicht, 
Aussagen zum Vorhandensein und zur Vitalität von Vegetationsfläche n am Aufnahmezeitpunkt (hier: 
18.06.2023) zu treffen. Mehr Details zum NDVI gibt es in einem Exkurs im Kapitel 4.8 
Einen weiteren aus Fernerkundungsdaten abgeleiteten hier verwendeten Datensatz der ESA bildet der 
europaweit berechnete Versiegelungsgrad mit Stand 2018 (nächste geplante Aktualisierung ist Ende 
des Jahres 2024 zu erwarten), ebenfalls mit einer räumlichen Auflösung von 10 m x 10 m.

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Als einziger nicht fernerkundungsbasierter Datensatz werden amtliche 3D -Gebäudedaten für das 
Untersuchungsgebiet, LoD1 oder LoD2, benötigt. Diese enthaltenen Informationen über die 
Gebäudegrundflächen sowie zugehörige Gebäudehöhen und ermöglichen d ie Ableitung der 
Gebäudevolumendichte, einem Maß für die Dichte und Höhe der vorliegenden Bebauung bei einer 
räumlichen Auflösung von 10 m x 10 m. 
Bei den Landsat- und Sentinel-Daten, welche für Landoberflächentemperatur und NDVI herangezogen 
werden, handelt es sich um „Momentaufnahmen“ der Temperatur und Vegetationsvitalität zu einem 
spezifischen Aufnahmezeitpunkt. Bei der Auswahl geeigneter Daten sollten  daher Aufnahmetage mit 
hohen Temperaturen, hoher Sonneneinstrahlung und Trockenheit gewählt werden. Dies liegt zum einen 
darin begründet, dass für die Erzielung aussagekräftiger Ergebnisse wolkenfreie Satelliten -Szenen 
verwendet werden müssen. Räumliche Muster bei der Landoberflächentemperatur zeigen sich darüber 
hinaus am besten bei hohen Tagestemperature n und für die sommerliche Hitzebelastung 
aussagekräftige NDVI-Werte in Hinblick auf Trockenstress liegen nur im Sommer, vor allem in und 
nach Trockenperioden vor. Als saisonaler Zeitraum, aus dem die verwendeten Landsat- und Sentinel-
Daten stammen sollten, wurde deshalb der 1. Juni bis 15. September festgesetzt. Bei der Auswahl 
geeigneter Aufnahmen für die Landoberflächentemperatur sollte zusätzlich die Lufttemperatur am 
jeweiligen Tag herangezogen werden. Hitzetage (mit Tmax ≥ 30 °C) oder zumindest ann ähernd 
hohe Temperaturen sind am besten. Am 26.06.2023 betrug die Tageshöchsttemperatur 31,3 °C. 
 
4.7.2 Wärmebelastungsindex – Methodik und Ergebnis 
Der Wärmebelastungsindex für das Stadtgebiet von Darmstadt wurde anhand eines GIS -basierten 
Indikatorenansatz (vgl. Abbildung 24) aus den im vorangegangenen Abschnitt genannten 
Eingangsdatensätzen berechnet. Für die vier Eingangsindikatoren sowie den resultierenden 
Abbildung 24: Schematische Darstellung des Wärmebelastungsindex und dessen Eingangsdaten am Beispiel der 
Innenstadt von Chemnitz.

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Wärmebelastungsindex wurden hochaufgelöste Karten im Maßstab von 1:21.000 erstellt, welche im 
digitalen Anhang zu finden sind. 
Aus den oben genannten Rohdaten werden zunächst die benötigten vier Eingangsindiktoren 
Landoberflächentemperatur in Grad Celsius, NDVI (ohne Einheit) sowie die Gebäudevolumendichte 
in m3/m3 berechnet. Der Versiegelungsgrad der Landoberfläche in Prozent liegt bereits in geeigneter 
Form vor. Anschließend erfolgt die Angleichung der Auflösung der Landoberflächentemperatur auf die 
der drei anderen Indikatoren. Hierfür wird eine Umrechnung von 30 m x 30 m auf 10 m x 10 m 
mittels kubischem Resampling durchgeführt. Dies dient rein technisch dem Erhalt der 10 m x 10 m 
Auflösung des Endprodukts und ändert nichts an der inhaltlichen Aussagekraft der Daten. 
Da die vier Eingangsindikatoren untersch iedliche Wertebereiche besitzen, ist auch hier ein e 
Angleichung erforderlich. Dabei wurde eine dekadische Logarithmierung mit anschließender 
statistischer Normierung auf einen Wertebereich von +1 (geringste Betroffenheit) bis +2 (höchste 
Betroffenheit) gewählt. Dieser Wertebereich wurde den rein mathematisch gleichwertigen Grenzen 
von 0 bis +1 bewusst vorgezogen, um Fehlinterpretationen des Wertes 0 im Ergebnis zu vermeiden. 
Zur Vergleichbarkeit der Eingangsdaten und in Vorbereitung auf das Logarithmieren w urden zuerst, 
wo nötig, Wertebereiche der Eingangsindiktoren invertiert und Null - sowie negative Werte auf 
inhaltlich sinnvolle Grenzwerte gesetzt.  
Nachdem die vier Eingangsdatensätze in normierter Form vorliegen, werden diese jeweils mit 25 % 
Gewichtung multiplikativ miteinander verrechnet (geometrisches Mittel). Die multiplikative Variante hat 
gegenüber dem arithmetischen Mittel den Vorteil, dass besonders hohe und niedrige 
Wärmebelastungswerte nur dann auftreten können, wenn alle Eingangsdaten am jeweiligen Ort eine 
sehr hohe bzw. niedrige Betroffenheit anzeigen. 
In der Klimaanalysekarte sind Bereiche mit „mäßiger Überwärmung“ sowie mit „hoher Überwärmung“ 
gekennzeichnet. Hierfür wurden als Grenzwerte beim Wärmebelastungsindex größer als 1,70 bzw. 
1,85 angesetzt. Die höchsten Wärmebelastungswerte befinden sich in der Innenstadt von Darmstadt 
und in Gewerbegebieten. Um die Bedeutung vulnerabler Personengruppen deutlich zu machen , 
wurde im Rahmen einer zusätzlichen Analyse ( Kapitel 5) genauer  das Umfeld der jeweiligen 
Einrichtungen untersucht, um abzubilden welche Einrichtungen derzeit besonders stark von erhöhter 
Wärmebelastung betroffen sind. 
Für das Verständnis und  die Interpretation ist stets zu beachten, dass es sich beim 
Wärmebelastungsindex (Abbildung 25) um ein relatives Betroffenheitsmaß innerhalb eines definierten 
Untersuchungsgebietes handelt – hier das Stadtgebiet von Darmstadt . Die räumliche Verteilung der 
einzelnen Wertebereichsklassen variiert entsprechend je nach deren Charakteristik 
(Grünflächenverteilung, Vorhandensein von Gewässern, Vorhandensein v on stark versiegelten 
Gewerbegebieten, Struktur der Wohnbebauung, Anordnung der Gebäude, etc.). Weiterhin kann der 
Wärmebelastungsindex als Beitrag der entsprechenden Flächen zum städtischen Wärmeinseleffekt 
verstanden werden. Je höher die Werte, desto stä rker ist die Aufheizung tagsüber und desto stärker 
ist wiederum die nächtliche Wärmeabgabe.

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Der Wärmebelastungsindex kann für die Stadt Darmstadt  eine wichtige Datengrundlage sein, um 
Abbildung 25: Wärmebelastungsindex im Stadtgebiet von Darmstadt. Hinweis: Eine zusätzliche Karte mit den 
Standorten von sozialen Einrichtungen steht der Stadt Darmstadt zur Verfügung.

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einen belastbaren Überblick über die aktuelle Situation im Hinblick auf städtische Überwärmung und 
lokale Hitzeinseln zu erhalten und auf Basis dessen Maßnahmen zur Klimaanpassung zu ergreifen 
bzw. diese bei künftigen Bauvorhaben von Vorherein in den Bebauungsplänen festzusetzen. 
 
4.7.3 Verschattungsanalyse 
Unter Verwendung des Digitalen Oberflächenmodells (DOM1) mit einer räumlichen Auflösung von 
1 m x 1 m ist es mit Hilfe der Software ArcGIS möglich, ergänzend zum Wärmebelastungsindex eine 
sehr detaillierte Verschattungsanalyse durchzuführen (Kartenausschnitt in Abbildung 26). Hierfür wird 
für das Sommerhalbjahr von April  bis September berechnet, wie viel Sonneneinstrahlung für jede 
Rasterzelle zu erwarten ist. Blaue Farben stehen dabei für tagesüber praktisch permanent verschattete 
Bereiche, während rote Farben auf eine weitgehend dauerhafte Sonneneinstrahlung hinweisen. 
Die sehr hohe räumliche Auflösung ermöglicht nun – im Gegensatz zu den Satellitendaten – auch 
Aussagen hinsichtlich der Wirkung von einzelnen Bäumen. Weiterhin werden sehr anschaulich auch 
Unterschiede zwischen Nord- und Südfassaden sichtbar.  
So zeigt die Analyse, dass vor allem Südfassaden und Dachflächen erheblicher Sonneneinstrahlung 
ausgesetzt sind und sich entsprechend aufheizen können. Aber auch belebte öffentliche Bereiche, wie 
z. B. der Luisenplatz oder das Umfeld des Schlossmuseums Darmstadt  erhalten überdurchschnittlich 
Abbildung 26: Ausschnitt der Karte zur Verschattungsanalyse im Umfeld der Innenstadt von Darmstadt im 
Originalmaßstab. Rote Farben stehen für sehr viel Sonneneinstrahlung und blaue Farben für eine geringe 
Sonneneinstrahlung im Sommerhalbjahr von April bis September. Hinweis: Eine zusätzliche Karte mit den Standorten 
von sozialen Einrichtungen steht der Stadt Darmstadt zur Verfügung.

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viel Sonneneinstrahlung. Dort, wo sich viele Bäume befinden (z. B. in Parks), ist die Sonneneinstrahlung 
wesentlich geringer und damit die Aufenthaltsqualität an heißen Tagen entsprechend höher. Selbst 
der schattenspendende Effekt einzelner Bäume ist sichtbar. 
Die Verschattungsanalyse soll der Stadt Darmstadt dabei helfen, zielgerichtete Maßnahmen zur 
Verschattung in besonders überwärmten Bereichen, vor allem dort wo sich viele (vulnerable) Personen 
aufhalten, zu ergreifen. Die Karte kann beispielsweise genutzt werden, um verschattete Schulwege zu 
planen, oder Bereiche zu identifizieren, an denen besonders dringend Maßnahmen zur Verschattung 
ergriffen werden sollten. Wir empfehlen, diese Karte bei der Maßnahmenplanung gemeinsam mit 
dem Wärmebelastungsindex zu verwenden. 
 
4.8 Exkurs: Analyse der Vegetationsvitalität im Herrngarten für zwei verschiedene Jahre 
anhand des NDVI 
Im Kapitel 4.7.1 wurde der NDVI (Normalized Difference Vegetation Index, deutsch: Normalisierter 
Differenzierter Vegetationsindex) ) bereits kurz eingeführt. In diesem Zusatzkapitel soll nun etwas 
genauer auf physikalische Hintergründe und die konkrete Anwendung am Beispiel des Herrngartens 
eingegangen werden. 
Grundlage des NDVI  ist das spektrale Reflexions - bzw. Absorptionsverhalten der Vegetation von 
Sonnenlicht. Abbildung 27 zeigt die spektrale Reflexionskurve von gesunder Vegetation im sichtbaren 
Licht sowie im Nahen und Mittleren Infrarot. Entscheidend ist hierbei die starke Absorption von rotem 
Licht (ca. 0,62 – 0,75 µm Wellenlänge) und die gleichzeitig stark ausgeprägte Reflektion im Nahen 
Abbildung 27: Spektrale Reflexionskurve von gesunder Vegetation. Quelle: Roman & Tudor (2016).

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Infrarot (ca. 0,75 – 1,40 µm Wellenlänge). Ebenfalls charakteristisch für gesunde Vegetation ist die 
erhöhte Reflexion im grünen Spektralbereich des sichtbaren Lichtes, welche durch den  
Chlorophyllgehalt der Pflanzen zu Stande kommt (GIS Resources 2023). 
 
Zusätzlich zu gesunder Vegetation zeig t Abbildung 28 noch die spektralen Reflexionskurven von 
kranker bzw. geschädigter Vegetation (orange Linie) und vegetationslosen Flächen (braune Linie). 
Entscheidend ist nun für Identifikation von kranker Vegetation, dass diese im roten Spektralbereich eine 
höhere und im nahen Infrarot eine niedrigere Reflexion aufweist als gesunde Vegetation (GIS Resources 
2023). Unbewachsener Boden bzw. Oberflächen ohne oder mit sehr geringem Bewuchs zeigen 
dieses Verhältnis in noch extremerer Weise auf. 
Dieses Verhalten macht sich der  NDVI zu Nutze. Er ermöglicht auf Basis der beschriebenen 
physikalischen Gegebenheiten die Identifikation von Vegetationsflächen bei gleichzeitiger 
Einschätzung ihrer Vitalität und wird in zahlreichen Studien für verschiedene Fragestellungen 
verwendet. Beide im Rahmen des vorliegenden Berichtes verwendeten Satellitenpaare (Landsat -8/9 
und Sentinel-2a/b) verfügen über entsprechende Sensoren, um den NDVI flächendeckend ermitteln 
zu können. Aufgrund der etwas höheren räumlichen Auflösung, kamen für die Berechnung Sentinel-2-
Aufnahmen zum Einsatz. 
Der NDVI verfügt über einen Wertebereich von -1 bis +1. Er lässt sich ungefähr folgendermaßen 
interpretieren. Werte kleiner 0,2 weisen auf keine und/oder abgestorbene bzw. kranke Vegetation 
hin. Von 0,2 bis etwa 0,35 f olgt ein Übergangsbereich. Noch höhere Werte weisen auf das 
eindeutige Vorhandensein von Vegetation hin. Dabei gilt, je höher der NDVI ist  (also je näher er an 
+1 liegt), desto dichter und vitaler ist die Vegetation  an einem Ort. Eine (weitestgehend) gesun de 
Vegetation kann ab etwa 0,5 bis 0,6 angenommen werden. 
Abbildung 28: Vergleich der Spektralen Vegetationskurven von gesunder 
Vegetation (grün), kranker Vegetation (orange) und vegetationslosen Oberflächen 
(braun). Quelle: GIS Resources (2023).

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Im Rahmen des vorliegenden Projektes wurden zwei Sentinel -2-Szenen aufbereitet. Die verwendeten 
Aufnahmen stammen jeweils vom 11.08.2022 bzw. vom 18.06.2023. Dabei repräsentiert die 
Szene aus dem Jahr 2022 einen trockenen und heißen Sommer, während die Szene aus dem Jahr 
2023 einen m äßig warmen und verhältnismäßig feuchten Sommer abbildet. Ziel ist es nun zu 
analysieren wie die aus Wiesen und dichteren Baumbeständen bestehende Vegetation im Herrngarten 
auf die unterschiedlichen Außenbedingungen reagiert. Beide Karten, welche das gesamte Stadtgebiet 
abdecken, liegen der Stadt Darmstadt vor. Dort lassen sich beispielsweise auch Unterschiede 
zwischen den Waldflächen im Osten (höhere Vitalität) und im Westen (schlechtere Vitalität) des 
Stadtgebietes erkennen. 
Beim Betrachten der Situation am 11.08.2022  (Abbildung 29) fällt auf, dass vor allem die 
Wiesenflächen im südlichen Park NDVI -Werte von 0,1 bis 0,2 aufweisen. Gemäß der oben 
vorgestellten Einordnung der Werte kann damit von starker Austrocknung ausgegangen werden. Auf 
den nördlichen Wiesenflächen und im östlich angrenzenden Prinz-Georg-Garten werden geringfügig 
höhere Werte erreicht. Auch dort ist jedoch bereits von (leicht) geschädigter Vegetation auszugehen. 
Im Bereich der Bäume liegen die Maximalwerte bei 0,55 und schwanken ansonsten zwischen 0,4 
Abbildung 29: Ausschnitt der NDVI Karte für den Bereich des Herrngartens. Die dahinterstehende 
Satellitenaufnahme stammt vom 11.08.2022.

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und 0,5. Entsprechend sind die Bäume zum Aufnahmezeitpunkt noch weitgehend vital. Geringfügige 
Trockenschäden sind jedoch nicht auszuschließen. 
Ein anderes Bild zeigt sich bei im Vorfeld nasseren Ausgangsbedingungen am 18.06.2023  
(Abbildung 30). Hier verfügen alle Wiesenflächen über einen NDVI von 0,4 bis 0,5 und können 
damit als (weitestgehend) vital bezeichnet werden. Im Bereich des Baumbestandes liegen die Werte 
mit einem ungefähr en Bereich von 0,5 bis 0,6 etwas höher als bei den trockenen 
Rahmenbedingungen im Vorjahr. 
Die Untersuchung des Herrnparks zeigt somit, dass die Bäume bei Betrachtung der Jahre 2022 und 
2023 einigermaßen gut mit trockeneren Bedingungen umgehen können. Ihr NDVI schwankt zwischen 
den Jahren um etwa 0,1. Die Wiesenflächen weisen auf der anderen Seite eine hohe Empfindlichkeit 
gegenüber Trockenheit aus. Während sie im Juni 2023 durchgehend vital waren, kam im August 
2022 ein starker Trockenstress zum Vorschein.  
 
Abbildung 30: Ausschnitt der NDVI Karte für den Bereich des Herrngartens. Die dahinterstehende 
Satellitenaufnahme stammt vom 18.06.2023.

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4.9 Verkehrsbelastung 
Als Maß für die Verkehrsbe lastung empfiehlt sich die soge nannte DT V (Digitale Tägliche 
Verkehrsstärke). Sie gibt an wie viele Fahrzeuge an einem typischen Tag auf bestimmten Straßen 
unterwegs sind. 
Gemäß der VDI (2015:14) kann die DTV als „indirektes Maß für die Emissionen durch den Kfz-Verkehr 
herangezogen werden.“ Für die Darstellung in der Klimaanalysekarte empfiehlt die VDI (2015:26) 
eine Zuweisung der einzelnen Straßen in drei Stufen. Die erste bildet Straßen mit „mäßiger“ 
Verkehrsbelastung, welche einen DTV -Wert zwischen 10.000 und 30.000 besitzen. Es folgt die 
Kategorie der „hohen“ Verkehrsbelastung, in die alle Straßen mit einem DTV-Wert zwischen 30.000 
und 50.000 fallen. Sofern der DTV-Wert mehr als 50.000 beträgt, erfolgt die Ausweisung als Straße 
mit „sehr hoher“ Verkehrsbelastung. Je höher die Kategorie einer Straße bzw. eines Straßenabschnitts 
ausfällt, desto stärker ist auch die Belastung mit Luftschadstoffen in angrenzenden Bereichen. Dies ist 
besonders problematisch, wenn entsprechende Straßen von Wohnbebauung umgeben sind oder sich 
dort viele Fußgänger bewe gen. Von stark belasteten Straßen aus können außerdem je nach 
Windrichtung Luftschadstoffe in Wohngebiete transportiert werden. 
Die Stadt Darmstadt hat einen bis auf wenige Ausnahmen vollständigen DTV-Datensatz bereitgestellt. 
Daraus wird ersichtlich, dass die höchste Klasse mit sehr hoher Verkehrsbelastung „nur“ im nördlichen 
Teil der A5 vorkommt (Werte bis zu 60.000. Ihr südlicher Teil und die A67 weisen fallen mit Werten 
von 35.000 bis 40.000 in die Klasse der hohen Verkehrsbelastung. Eine mäßig hohe 
Verkehrsbelastung tritt beispielsweise auf vielen (auch innenstadtnahen) Abschnitten der Bundesstraßen 
3 und 26 auf. 
 
4.10 Anlagen nach Bundes-Immissionsschutzverordnung 
Die VDI (2015:29) sieht vor, Gewerbegebiete oder einzelne Fabriken bzw. Kraftwerke mit erhöhten 
Emissionen auszuweisen. Hierfür wurde d urch die Stadt Darmstadt  ein insgesamt 74 Anlagen 
umfassender Datensatz bereitgestellt. Diese wurden mit einem  Industriesymbol in der 
Klimafunktionskarte visualisiert. Allein 41 dieser Anlagen befinden sich auf dem Gelände der Merck 
KGaA.

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4.11 Darstellung und Auswertung der Klimaanalysekarte nach VDI 3787, Blatt 1 
Abbildung 31: Klimaanalysekarte nach VDI 3787, Blatt 1 im Stadtgebiet von Darmstadt (Originalmaßstab 1:10.000). 
Hinweis: Aufgrund der zahlreichen, kleinräumigen Details kann die Karte an dieser Stelle im Bericht nur in 
reduzierter Qualität dargestellt werden. Die originale PDF-Karte mit voller Auflösung liegt der Stadt Darmstadt vor.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
 
 
 
Abbildung 33: Ausschnitt der Klimaanalysekarte im Originalmaßstab von 1:10.000. 
Abbildung 32: Legend der Klimaanalysekarte. Teil 1 
links und Teil 2 rechts.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Die Klimaanalysekarte ( Abbildung 31, vergrößerter Ausschnitt in Abbildung 33 und Legende in 
Abbildung 32) fasst nun zahlreiche der in den vorangegangenen Kapiteln beschriebenen Daten und 
Ergebnisse in einer integrativen Karte zusammen. Dieser Umstand führt dazu, dass die 
Klimaanalysekarte im Gegensatz zur Planungshinweiskarte eine recht hohe Komplexität aufweist und 
ein gewisses Abstraktionsvermögen bei der Interpretation erfordert. 
Eine beispielhafte Verwendung der Klimaanalysekarte (gemeinsam mit der Planungshinweiskarte) ist 
deren Anwendung bei der klimatischen Bewertung des Ist -Zustandes von Flächen für zukünftige 
Bauvorhaben. Im Folgenden wird zunächst auf allgemeiner Ebene beschrieben, wie dies erfolgen 
kann.  
Am wichtigsten ist die Prüfung, welche der in der Klimaanalysekarte dargestellten klimabedeutsamen 
Merkmale im Zielgebiet vorliegen. In der Regel gilt: je mehr klimaausgleichende oder 
klimabedeutsame Funktionen betroffen sind, desto bedeutender sind die negativen lokalklima tischen 
Auswirkungen eines geplanten Bauvorhabens. Verläuft z.  B. auf einem Feld, das gleichzeitig auch 
Kaltluftentstehungsgebiet ist, eine Luftleitbahn oder ein Talwind, so sind die Auswirkungen (in 
Abhängigkeit der gewählten Bebauung und ggf. sogar auf benachbarte Stadtteile) größer, als wenn 
keines der beiden Merkmale vorhanden wäre. Zudem sind weitere zusätzliche Bauvorhaben in 
ohnehin schon mäßig bis stark überwärmten Bereichen kritischer als an Orten, wo (noch) keine erhöhte 
Wärmebelastung vorliegt. W eiterhin sind je nach konkretem Standort u.  a. folgende Aspekte zu 
beachten (sofern konkrete quantitative und zeitliche Aussagen diesbezüglich benötigt werden, kann 
eine räumlich hochaufgelöste Differenzmodellierung des Plan -Zustandes minus den Ist -Zustand z. B. 
mit KLAM_21 durchgeführt werden): 
 ggf. neu entstehende Barrierewirkung durch große oder quer zu Luftleitbahnen oder Talwinden 
stehenden Gebäude 
 Verringerung der Menge an eindringender Kaltluft in vorhandene Siedlungsbereiche 
 Abschwächung, Ablenkung oder sogar vollständiges Erliegen von Luftleitbahnen und 
Kaltluftströmen 
 Ausbildung oder Verstärkung von Wärmeinseln, wo bislang keine oder nur schwache 
vorhanden sind 
Die tatsächlichen klimaökologischen Auswirkungen von geplanten Bauvorhaben sind hochgradig von 
individuellen Parametern wie der geplanten Baudichte, Gebäudestellung, dem 
Wasserrückhaltevermögen, der Oberflächenalbedo, der Grünausstattung und den aktuellen 
lokalklimatischen Gegebenheiten abhängig. Zusammen mit der Planung shinweiskarte, kann di e 
Klimaanalysekarte ein wichtiges Hilfsmittel bei der Bewertung geplanter Bauvorhaben und w eiterer 
Maßnahmen der Stadtentwicklung sein. 
Bei detaillierten Fragestellungen beispielsweise zum Thema Kaltluft und Überwärmung kann die 
Klimaanalysekarte nur ein erster Anhaltspunkt sein. Wir empfehlen daher in diesem Fall dringend die 
Betrachtung der jeweiligen Themenkarten (z. B. Wärmebelastungsindex, Verschattung, Kaltluftkarten- 
und Animationen, etc.)

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
4.12 Exkurs: Entwicklung einer alternativen Klimaanalysekarte 
Abbildung 34: Alternative Version der Klimaanalysekarte. Hinweis: Aufgrund der zahlreichen, kleinräumigen 
Details kann die Karte an dieser Stelle im Bericht nur in reduzierter Qualität dargestellt werden. Die originale PDF-
Karte mit voller Auflösung liegt der Stadt Darmstadt vor.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
 
 
 
Abbildung 36: Ausschnitt der alternativen Klimaanalysekarte im Originalmaßstab von 1:10.000. 
Abbildung 35: Legende der alternativen 
Klimaanalysekarte. Teil 1 links und Teil 2 rechts.

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In enger Abstimmung mit der Stadt Darmstadt wurde zusätzlich zur VDI -konformen Variante eine 
alternative Version der Klimaanalysekarte entwickelt  (Abbildung 34, vergrößerter Ausschnitt in 
Abbildung 36 und Legende in Abbildung 35). Hauptziel des Vorhabens ist die bessere Lesbarkeit der 
Karte und eine leichtere Interpretation der dargestellten Inhalte. Entsprechend wurden folgende 
Modifikationen vorgenommen: 
 Einführung eines zusätzlichen Klimatopes mit dem Namen Mischklima  (Farbe: rosa). Dieses 
Klimatop wurde e infgeführt, um Stadtbereiche in Darmstadt die sich aufgrund ihrer 
Heterogenität hinsichtlich Gewerblicher- und Wohnnutzung nicht eindeutig in die bestehenden 
Klimatopklassen einordnen lassen, besser abzugrenzen. Es wurde auch an Orten angewandt, 
bei denen gewerblich genutzte Gebäude von ihrem Aussehen und ihrer Größe  starke 
Ähnlichkeiten mit Wohngebäuden aufweisen. In Darmstadt wurde beispielsweise der südliche 
Teil des Europaviertels als Mischgebietsklimatop ausgewiesen. 
 Zusammenfassung der Klimatope Freilandklima und innerstädtische Grünflächen in ein neues 
Klimatop mit dem Namen Grünflächen- und Freilandklima 
 Anpassung der Farbe des Gewerbeklimatopes von hellgrau auf violett. Dieser Schritt soll die 
negativen klimatischen Eigenschaften von Gewerbegebieten besser veranschaulichen. 
 Anpassung der Strichstärke bei den Signaturen zur mäßigen und hohen Überwärmung zur 
besseren Lesbarkeit. 
 Anpassung der Punktsignaturen für verkehrsbelastete Straßen. Hier wurden Straßenabschnitte 
mit einem DTV -Wert von mindestens 10.000 einheitlich mit schwarzer Farbe versehen, um 
die Lesbarkeit zu erhöhen.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
4.13 Planungshinweiskarte Einführung 
Die Planungshinweiskarte basiert auf der bereits vorgestellten Klimaanalysekarte und „soll unter Klima- 
und Lufthygienegesichtspunkten die für eine möglichst optimale Raumgliederung relevant en Bereiche 
und Planungsaufgaben hervorheben (VDI 20 15, S. 39).“ Die Ausweisung der Flächen in der 
Planungshinweiskarte erfolgt in vier Stufen für Siedlungsflächen und in drei Stufen für Grün - und 
Freiflächen. Abbildung 37 zeigt eine kompakte Definition auf Basis der Legende der 
Planungshinweiskarte, bevor im Folgenden genauere Informationen zu den einzelnen Klassen erläutert 
werden. Die Ausführungen basieren auf der VDI (2015, S.42-47) sowie teilweise auch auf Geißler 
& Dröscher (2027, S.118-122), Moldenauer et al. (2017, S.54-61) und eigenen Referenzen. 
 Ausgleichsraum hoher Bedeutung 
Wie bereits aus der Kurzbeschreibung der Klasse Ausgleichsraum hoher Bedeutung in der Abbildung 
37 ersichtlich wird, sind alle entsprechend gekennzeichneten Flächen besonders schützenswert, da 
es sich in aller Regel um siedlungsrelevante, klimaaktive W ald – und Freiflächen, innerstädtische 
Grünflächen oder Kleingartenanlagen handelt, die maßgeblich zur Verbesserung der lokalklimatischen 
Verhältnisse beitragen. Entsprechend herrscht eine hohe Sensibilität gegenüber Nutzungsänderungen. 
Bei etwaiger Bebauung sollte unbedingt auf den Erhalt der klimatischen Wirksamkeit auf angrenzende 
Siedlungsbereiche und die klimaökologische Funktion geachtet werden. Mit 25,7 km2 fallen etwas 
mehr als 21 % des Stadtgebietes von Darmstadt in diese Planungshinweisklasse.  
 
 
Abbildung 37: Übersicht zu den Planungshinweisen aus der Legende der 
Planungshinweiskarte.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 Ausgleichsraum mittlerer Bedeutung 
Die nächst niedrigere Planungshinweisklasse stellen Ausgleichsräume mittlerer Bedeutung dar. Bei 
diesen Flächen kann es sich auch um Kaltlufteinzugsgebiete handeln. Allerdings fließt die dort 
entstehende Kaltluft nicht di rekt bzw. nur sehr begrenzt in bebaute Gebiete, oder ist sehr langsam, 
wodurch die Bevölkerung kaum von ihr profitieren kann. Vor diesem Hintergrund sind die 
Auswirkungen durch Nutzungsänderungen auf die Bevölkerung eher gering, sofern die geplanten 
Eingriffe maßvoll sind und den Luftaustausch nicht wesentlich beeinträchtigen. Die Ausgleichsräume 
mittlerer Bedeutung befinden sich in Darmstadt abseits der wichtigen Kaltluftbahnen  bzw. 
innerstädtischen Grünflächen und machen mit 69,8 km2 etwa 57 % der Fläche des Stadtgebietes aus. 
Damit ist dies der mit Abstand am häufigsten vorkommende Planungshinweis. 
 
Ausgleichsraum niedriger Bedeutung (in Darmstadt nicht ausgewiesen) 
Gemäß der VDI existiert noch die dritte Klasse der Ausgleichsräume niedriger Bedeutung. Da bei 
handelt es sich um Grün- und Freiflächen die keine klimatische Relevanz für Siedlungen aufweisen und 
zudem weitgehend unbedeutend für die Kalt- und Frischluftproduktion sind. Nach eingehender Prüfung 
der geographischen und klimatischen Situati on im Sta dtgebiet von Darmstadt  konnte festgestellt 
werden, dass solche Flächen im Untersuchungsgebiet nicht vorliegen.  
 
 Bebautes Gebiet mit geringer klimatisch-lufthygienischer Belastung und Funktion 
Hierbei handelt es sich um locker bebaute und gut durchlüftete Bereiche in denen bislang keine erhöhte 
Wärmebelastung vorliegt. Somit ist die Empfindlichkeit gegenüber einer Nutzungsintensivierung und 
Bebauungsverdichtung als sehr gering bis gering einzustufen, sofern diese die ortsüblichen 
Gegebenheiten nicht überschreitet. Diese Klasse kommt in Darmstadt nur in sehr geringem Umfang 
vor (0,4 %). Üblicherweise fallen dörflich geprägte Siedlungen in diese Kategorie. 
 
 Bebautes Gebiet mit klimarelevanter Funktion  
Bebaute Gebiete mit klimarelevanter Funktion sind etwas di chter bebaute Bereiche, die eine 
klimarelevante Funktion übernehmen und eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber einer 
Nutzungsintensivierung und Bebauungsverdichtung besitzen, jedoch noch keine  stark erhöhte 
Wärmebelastung aufweisen. Zu dieser Kategorie gehören im Allgemeinen dichter bebaute Dorfkerne, 
randlich gelegene Stadtbereiche oder schnell von Kaltluft beeinflusste Dörfer . Mit einem Anteil von 
3 % kommt dieser Planungshinweis in Darmstadt etwas häufiger vor, z.B. im nordwestlichen Teil des 
Bezirkes An den Lichtwiesen. 
 
 Bebautes Gebiet mit bedeutender klimarelevanter Funktion 
Städtische Bereiche können aus unterschiedlichen Gründen in diese Klasse eingestuft w erden (vgl. 
Abbildung 38). Ein Grund ergibt sich aus dichter und  / oder hoher Bebauung, die keine erhöhte

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Wärmebelastung aufweist. Darüber hinaus fallen auch Bereiche des Stadtrandklimas, mit erhöhter 
Wärmebelastung und / oder eindringender Kaltluft in diese Kla sse. Unabhängig von der Ursache, 
besteht in allen Fällen i.d.R. eine erhebliche klimatisch-lufthygienische Empfindlichkeit gegenüber einer 
Nutzungsintensivierung. Es werden Maßnahmen zur Verbesserung der lokalklimatischen Situation vor 
Ort empfohlen. Dies gilt in dem Umfang nicht für Bereiche wo eindringende Kaltluft, die Ursache für 
die Klassenzuweisung ist. Dort ist hingegen der zukünftige Erhalt dieser klimatisch günstigen 
Verhältnisse nach Möglichkeit zu gewährleisten. Unter anderem diese Klasse ist ein wichtiger Grund, 
weshalb die Planungshinweiskarte in Detailfragen immer gemeinsam mit der Klima analysekarte 
betrachtet werden sollte.  Mit einer Fläche von 9,9 km 2 (8,1 %) ist dies die am zweithäufigsten 
vorkommende, siedlungsbezogene Planungshinweiskategorie. 
 
 Bebaute Gebiete mit klimatisch-lufthygienischen Nachteilen 
Letztlich weist die VDI (2015, S.46) „bebaute Gebiete mit klimatisch-lufthygienischen Nachteilen“ als 
Planungshinweisklasse aus. Dazu gehören stark verdichtete oder überwärmte städtische Bereiche, in 
denen eine maßgebliche Behinderung des Luftaustausches vorliegt. Die VDI (2015, S.46) spricht von 
„aus stadtklimatischen Gesichtspunkten sanierungsbedürftigen Bereichen.“ Maßnahmen zur 
Verbesserung der lokalklimatischen Situation vor Ort haben  hier höchste Priorität. Weite Teile des 
zentralen Stadtgebietes und zahlreiche Gewerbegebiete fallen in diese Planungshinweisklasse. Ihr 
Anteil beträgt bei einer Flächengröße von 12,0  km2 9,8 %. Sie ist damit die am häufigsten 
vorkommende, siedlungsbezogene Planungshinweiskategorie. Damit zeigt sich, dass in der Stadt 
Darmstadt ein hoher Handlungsbedarf hinsichtlich der Umsetzung von Maßnahmen zur Verbesserung 
der lokalklimatischen Situation besteht. 
Wie die einzelnen Planungshinweise aus der Klimaanalysekarte abgleitet wurden, wird im folgenden 
Kapitel aufgezeigt.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
4.14 Planungshinweiskarte – Methodische Herleitung 
Für die Übersetzung der Klimaanalysekarte in die Planungshinweiskarte (beide jeweils im Maßstab 
1:10.000) wurde eigenständig eine Matrix vor dem Hintergrund lokalklimatischer - und 
lufthygienischer Gesichtspunkte entwickelt (Abbildung 38), die auf Basis der VDI (2015), Geißler & 
Dröscher (2017), Moldenauer et al. (2017) sowie eigenen Referenzen beruht, da für diesen Vorgang 
nach unseren Informationen kein allgemeingültiges Schema existiert. 
Die Abbildung 38 zeigt in der linken Spalte die vorhandenen Klimatope und in der oberen Zeile die 
Planungshinweise. Alle Felder in denen „Übernahme“ angegeben ist, wurden eins zu eins aus der 
Klimaanalysekarte übernommen und mit dem jeweiligen Planungshinweis versehen. Da für 
Wasserflächen gemäß VDI (2015, S.48) in der Planungsh inweiskarte keine Eingruppierung in die 
bestehenden Klassen vorgesehen ist, werden diese ebenfalls direkt übernommen und separat 
dargestellt. 
Sofern in einem Bereich gemäß der Klimafunktionskarte spezifische Merkmale in Bezug auf Kaltluft 
und / oder Überwä rmung (siehe Kapitel 4.6 und 4.7) vorliegen, werden entsprechend betroffene 
Flächen über die Standardzuweisung hinaus mit einem angepassten Planungshinweis versehen. Im 
Fall von Wald - und Freiflächen werden diese immer dann als Ausgleichsraum hoher Bedeutung 
angesehen, wenn es sich nachweislich um ein siedlungsrelevantes Kaltluftentstehungsgebiet handelt 
(maximale Distanz 1 km). Flächen, die dem Vorstadt - oder dem Stadtrandklima zugeordnet sind, 
erhalten bei eindringender Kal tluft oder wenn eine erhöhte Überwärmung festgestellt wurde, eine 
Abbildung 38: Übersetzungsmatrix zur Umwandlung der Klimaanalysekarte in die Planungshinweiskarte. Im 
Anschluss erfolgt eine manuelle Nachbearbeitung auf gutachterlicher Ebene.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Zuweisung in die nächsthöhere Planungshinweisklasse, da dann eine erhöhte Empfindlichkeit 
gegenüber zukünftiger Nutzungsintensivierung gegeben ist. 
Im Bereich des Stadtklimas erfolgt eine Ho chstufung in die höchste Planungshinweisklasse, sobald 
eine mäßige oder hohe Überwärmung auszumachen ist. Das Innenstadtklima wird aufgrund seiner 
Charakteristiken pauschal in die höchste Planungshinweisklasse überführt. 
Differenzierter ist die Lage bei Ge werbe- und Industriegebieten. Hier erfolgt eine Erhöhung der 
Planungshinweisklasse in Abhängigkeit der Tatsache, ob Kaltluftmerkmale oder eine Überwärmung 
vorliegen. Hierbei ist bei einer mäßigen oder hohen Überwärmung ein erhöhter Handlungsbedarf 
auszuweisen. Wenn keine Überwärmung vorliegt, aber Kaltlufteinflüsse vorhanden sind, so erfolgt die 
Einteilung in die zweithöchste Planungshinweisklasse.  
Nach der vollständig automatisierten Anwendung der Übersetzungsmatrix, erfolgte nachträglich noch 
eine manuelle Überprüfung auf Plausibilität. Im Zuge derer wurden einige manuelle, gutachterlich 
abgeleitete Anpassungen bei der Ausweisung der Planungshinweise vorgenommen. 
Speziell aufgrund der – methodisch bedingt – teils kleinteiligen Strukturen wurden nach der 
Übersetzung zahlreiche Flächen (außer Wasser und Ausgleichsräume hoher Bedeutung) generalisiert 
und dem umliegenden Planungshinweis zugeordnet, mit welchem die längste gemeinsame Grenze 
besteht. Der Hauptgrund der vorgenommenen Generalisierung war wie schon  bei der 
Klimaanalysekarte die Tatsache, dass sonst eine Vielzahl von Kleinstflächen individuelle 
Planungshinweise erhalten hätte, was für die weitere Planung nicht zielführend, sondern eher 
verwirrend gewesen wäre. 
 
4.15 Darstellung und Auswertung der Planungshinweiskarte nach VDI 3787, Blatt 1 
Beim Betrachten der Planungshinweiskarte ( Abbildung 39, vergrößerter Ausschnitt in Abbildung 40) 
fällt auf, dass in Darmstadt zahlreiche Grün- und Freiflächen als Ausgleichsräume hoher B edeutung 
dargestellt sind. Dort liegen günstige Voraussetzungen für die siedlungsrelevante Kaltluftentstehung vor. 
Besonders positiv und bedeutsam sind lokalklimatische Ausgleichsräume, wenn diese sich im Umfeld 
der höchsten Planungshinweisklassen für Siedlungsgebiete befinden. Eine sehr bedeutsame 
innenstadtnahe Grünfläche in Darmstadt ist der Herrngarten. Aufgrund seiner Fläche und dem 
vorhandenen Baumbestand kann er einen wichtigen Beitrag zur thermischen Regulierung in den 
angrenzenden Bereichen leisten (Moldenauer et al. 2017, S. 66). Solche Grünflächen ermöglichen 
zudem der Bevölkerung, besonders an heißen Tage n, eine angenehme Aufenthaltsqualität.  Wie 
Kapitel 4.8 zeigte kann jedoch vor allem die Vitalität der Wiesenflächen bei längeren 
Trockenperioden (stark) eingeschränkt sein. Vertrocknete Wiesenflächen können sich ähnlich stark 
aufheizen wie beispielsweise Asphalt. Auch die mehr oder weniger stark durchgrünten Innenhöfe im 
Johannes- und Martinsviertel tragen kleinräumig - im Gegensatz zur Altstadt -  zur lokalen Abkühlung 
bei. 
Eingriffe zur Nutzungsänderung oder Bebauung in Ausgleichsräumen hoher Bedeutung sollten nach 
Möglichkeit vermieden werden. Falls doch entsprechende Vorhaben geplant sind, ist es wichtig - z. B.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
in Form eines Gutachtens - etwaige lokalklimatische Auswirkungen auf die Fläche selbst sowie die 
Umgebung zu untersuchen. 
Die hellgrünen Gebiete sind ebenfalls sehr häufig Kaltlufteinzugsgebiete, allerdings ist hier entweder 
die Entfernung zu Wohnflächen größer als 1 km oder die im Kapitel 4.6 genannten Kriterien wurden 
nicht erfüllt (zu niedrige Kaltluftfließgeschwindigkeit bzw. zu geringe Kaltluftvolumenstromdichte nach 
zwei Stunden Simulationszeit). Hier ist eine nachträgliche Nutzungsänderung oder Neubebauung  
weniger kritisch, sofern diese maßvoll erfolgt. Dennoch sollte auch hier stets sichergestellt sein, dass 
etwaige negative klimatische Auswirkungen auf bereits bewohnte  Bereichen, auf ein Minimum zu 
reduzieren sind. 
Bei den städtisch geprägten Räumen herrscht vor allem in den lila dargestellten Bereichen, besonderer 
Handlungsbedarf durch geeignete Maßnahmen. Dies betrifft vor allem weite Teile  des zentralen 
Stadtgebietes und viele Gewerbegebiete. Es ergibt sich damit ein sehr großer zusammenhängender 
Bereich, welcher die höchste Planungshinweisklasse aufweist.  
Bei den drei anderen Planungshinweisklassen lässt sich beim Vergleich mit der Klimaanalysekarte gut 
erkennen, wo Kaltluftmerkmale oder eine erhöhte Wärmebelastung zu einer Hochstufung führten. 
Sehr wichtig ist es allerdings, bei der Interpretation und Bewertung der Planun gshinweiskarte immer 
die Klimaanalysekarte mitzuberücksichtigen. Nur so lassen sich manche Zuweisungen von bestimmen 
Flächen gut nachvollziehen. Darüber hinaus sollte immer mitbedacht werden, dass die 
Planungshinweiskarte wie auch die Klimaanalysekarte auf den Maßstab 1:10.000 ausgelegt ist und 
damit für sehr kleinräumige Fragestellungen aufgrund der General isierung keine Aussagen getroffen 
werden können. Sehr wohl ermöglicht die Planungshinweiskarte aber eine schnelle Übersicht, wo in 
Darmstadt der höchste Handlungsbedarf besteht und welche Flächen besonders schützenswert sind. 
Da die eigentlichen Handlungsempfehlungen sich auch innerhalb einer Planungshinweisklasse je nach 
den Gegebenheiten vor Ort zum Teil stark unterscheiden können, empfehlen wir bei Detailplanungen 
eine zusätzliche Betrachtung der Themenkarten zur Wärmebelastung und zur Kaltluft sowie die  
alternative Planungshinweiskarte im Kapitel 4.16. 
Auf Wunsch der Stadt Darmstadt wurden ergänzend die Standorte von sozialen Einrichtungen (Kita, 
Schulen, Krankenhäuser, Pflegeeinrichtungen) sowie der Feuerwehrwachen integriert. 
Insgesamt sollte der Fokus der Stadt Darmstadt  auf dem Erhalt der wenigen vorhandenen 
Kaltluftbahnen sowie auf der Verbesserung der Aufenthaltsbedingungen in den vorgestellten Hitze-
Hotspots liegen. Das gilt insbesondere für das zentrale Stadtgebiet, welches in weiten Teilen kaum 
Abkühlung durch Kaltluft erfährt und sich auf der anderen Seite tagsüber stark aufheizen kann.  Vor 
allem die Schaffung von zusätzlichen (idealerweise verschatteten) Grünflächen, sollte höchste Priorität 
haben.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
 
Abbildung 39: Planungshinweiskarte nach VDI 3787, Blatt 1 im Stadtgebiet von Darmstadt (Originalmaßstab 
1:10.000).

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
4.16 Exkurs: Entwicklung einer alternativen Planungshinweiskarte 
Wie schon bei der Klimaanalysekarte (Kapitel 4.12) erfolgte in enger Abstimmung mit der Stadt 
Darmstadt auch die Erstellung einer zusätzlichen Planungshinweiskarte. Ihr Ziel ist es vor allem für die 
am stärksten von Überwärmung betroffenen Bereiche noch differenziertere Aussagen  hinsichtlich der 
Dringlichkeit von Klimaanpassungsmaßnahmen  zu treffen. Entsprechend wurden die beiden  bisher 
höchsten Planungshinweise, in insgesamt vier neue Planungshinweise überführt (vgl. Abbildung 41. 
Maßgeblich dafür ist die Entfernung zu Ausgleichsräumen hoher Bedeutung. Beträgt diese mehr als 
Abbildung 40: Ausschnitt der Planungshinweiskarte im Originalmaßstab von 1:10.000. 
Abbildung 41: Übersicht der vier neuen siedlungsbezogenen 
Planungshinweisklassen, welche die beiden bisher höchsten ersetzen.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
100 m, so erfolgt eine Kennzeichnung als Raum mit ungünstiger Grünflächenversorgung. Ergänzend 
sind auch die Kaltluftbarrieren aus der Klimaanalysekarte mit dargestellt. Als markanteste Hotspots mit 
defizitärer Grünflächenversorgung stellen sich  in dunkelviolett  die Darmstädter Innenstadt, die 
Abbildung 42: Alternative Version der Planungshinweiskarte.

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ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Gewerbeflächen nördlich bzw. nordöstlich des Hauptbahnhofes und das Gelände der Merck KGaA 
heraus (Abbildung 27, Abbildung 28). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Abbildung 43: Vergrößerter Ausschnitt der alternativen Planungshinweiskarte im Originalmaßstab von 1:10.000.

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5. Betroffenheitsanalyse Wärmebelastung für die Bevölkerung und in 
sozialen Einrichtungen 
 
Ergänzend zum Wärmebelastungsindex und zur Verschattungsanalyse (Kapitel 4.7) soll der Fokus nun 
stärker auch auf vulnerablen Bevölkerungsgruppen liegen. Hierfür hat di e Stadt Darmstadt 
Bevölkerungsdaten für alle 37 statistischen Bezirke sowie die Standorte von sozialen Einrichtungen 
(Kitas, Schulen, Krankenhäuser, Pflegeeinrichtungen) im Stadtgebiet bereitgestellt. Mit diesen 
Informationen ist es in einem ersten Schritt  möglich Aussagen zur Betroffenheit der Bevölkerung 
hinsichtlich Wärmebelastung auf Ebene der statistischen Bezirke zu treffen.  
Um die besonders stark von Wärmebelastung betroffenen statistischen Bezirke von Darmstadt zu 
identifizieren, wurden die eben ge nannten Daten zuzüglich dem Wärmebelastungsindex 
berücksichtigt. Hierfür wurden drei Indikatoren gebildet und in Form eines geometrischen 
(multiplikativen) Mittelwertes miteinander verrechnet. Der erste Indikator ist der gemittelte 
Wärmebelastungsindex pro statistischem Bezirk und hat eine Gewichtung von 35  % enthalten. Als 
zweiter Indikator dient die Anzahl an sozialen Einrichtungen mit einer Gewichtung von 15  %. Der 
dritte Indikator beschreibt die Bevölkerungszusammensetzung im jeweiligen Bezirk und besitzt eine 
Gewichtung von 50 % an. Besonders stark berücksichtigt w ird dabei die absolute Anzahl und  der 
prozentuale Anteil von unter 6-Jährigen und über 65-Jährigen Personen. Insgesamt gilt, dass je höher 
der mittlere Wärmebelastungsindex ist, je mehr soziale Einrichtungen es gibt und je mehr vulnerable 
Bevölkerungsgruppen in den jeweiligen statistischen Bezirken leben, desto größer ist die Betroffenheit 
hinsichtlich des Themas Wärmebelastung. Selbstverständlich gilt der gleiche Zusammenhang auch in 
umgekehrter Richtung. 
Das errechnete Ergebnis ist in Abbildung 44 zu sehen. Es zeigt, dass die höchste Bevölkerung in 
Kranichstein-Süd ermittelt wurde. Der Grund hierfür ist vor allem im überdurchschnittlichen Anteil von 
vulnerablen Personengruppen und hier im speziellen bei den über 65 -Jährigen zu suchen. Auf den 
weiteren Plätzen folgen das Martinsviertel -West, das Johannesviertel, das Kapellplatzviertel, Alt -
Bessungen und das Verlegerviertel. Am anderen Ende der Skala befinden sich mit de r geringsten 
Betroffenheit die statistischen Bezirke Hochschulviertel, Am Kavalleriesand, An der Ludwigshöhe, An 
den Lichtwiesen und Am Frankenstein . Beim Hochschulviertel ergibst sich die geringe Bewertung 
aufgrund der weit unterdurchschnittlichen Auspräg ung aller sozialen Indikatoren. Der mittlere 
Wärmebelastungsindex liegt bei einem recht hohen Wert von 1,66. Da die Berechnungstabelle im 
Hintergrund sehr umfangreich ist, kann Sie im Rahmen dieses Berichtes nicht sinnvoll dargestellt 
werden. Sie wurde jedoch der Stadt Darmstadt übergeben, damit diese für jeden statistischen Bezirk 
nachvollziehen kann, wie sich die Bewertung jeweils zusammensetzt. 
Bei der Interpretation zu beachten sei weiterhin , dass die Betroffenheit auf Basis der relativen 
Unterschiede der einzelnen Bezirke zueinander ermittelt wurde. Es lässt sich aufgrund der gewählten 
Methodik keine unmittelbar direkte Vergleichbarkeit mit anderen Großstädten herstellen.

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Abbildung 44: Übersichtskarte zur Betroffenheitsanalyse Wärmebelastung für die Bevölkerung nach statistischen 
Bezirken.

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Für die insgesamt 211 sozialen Einrichtungen in Darmstadt (Kitas, Schulen, Krankenhäuser, 
Pflegeeinrichtungen) erfolgte auf Basis des Wärmebelastungsindex eine Bewertung ihres unmittelbaren 
Umfeldes (50  m Radius). Hierfür wurden da s Minimum, der Mittelwert sowie das Maximum des 
Wärmebelastungsindex für das Umfeld einer jeden Einrichtung berechnet. Je höher der 
Wärmebelastungsindex im Umfeld ausfällt, desto größer ist die Betroffenheit. Die Zustände der 
einzelnen Gebäude hinsichtlich  z. B. Dämmung oder Klimatisierung wurden aufgrund fehlender 
Datengrundlagen nicht mitberücksichtig. Diesbezüglich ist eine individuelle Prüfung im Einzelfall 
erforderlich. 
Die erstellte Übersichtstabelle wurde der Stadt Darmstadt übergeben. Ein Ausschnitt aus dem oberen 
und unteren Ende  kann Tabelle 3 entnommen werden.  Zweck dieser Analyse ist es, die Stadt 
Darmstadt und die weiteren Träger sozialer Einrichtungen bei der Priorisierung von 
Klimaanpassungsmaßnahmen zu unterstützen und ein mö gliches Beispiel für die praktische 
Anwendung des Wärmebelastungsindex aufzuzeigen. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabelle 3: Wärmebelastungsindex im 50 m Radius um jede soziale Einrichtung in Darmstadt. Neben dem Mittelwert 
sind in den beiden rechten Spalten noch das Minimum und das Maximum im jeweiligen Umfeld angegeben. Insgesamt 
wurden 211 Einrichtungen untersucht. Die Nummern 1 bis 18 zeigen die Einrichtungen, mit der klimatisch 
ungünstigsten Umgebung hinsichtlich des Themas Hitze, während unten die Nummern 191 bis 211 die Einrichtungen 
mit einem besonders günstigen Umfeld kennzeichnen. Die Farben entsprechen der Legende des 
Wärmebelastungsindex.

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6. Thermaldrohnenbefliegung 
 
6.1 Methodik und Anlass 
Zur Schaffung einer Bewertungsgrundlage der Wärmebelastung bei hochsommerlichen Bedingungen 
auf Grundlage von eigenen  Messdaten, fanden am 30.07.2024 UAV-gestützte Befliegungen mit 
Thermal- und optischem Sensor zum Sonnenhöchststand von repräsentativen Standorten in Darmstadt 
durch ThINK statt. Die gemessenen Oberflächentemperaturen geben dabei indirekte Rückschlüsse auf 
die Aufenthaltsqualität an den Standorten. Die Oberflächentemperatur entspricht dabei nicht der 
Lufttemperatur, allerdings wird die Temperatur der bodennahen Luftschicht erheblich durch die 
Wärmeabstrahlung der Oberflächen beeinflusst.  
Die Aufnahmen lass en deutliche Unterschiede hinsichtlich der Oberflächentemperaturen, in einem 
Wertebereich von  etwa 10 °C bis maximal 80 °C erkennen.  Bei Materialien mit einer glatten 
Oberfläche (z. B. Glas, Metall), welche stark die Sonneneinstrahlung reflektieren gilt es zu beachten, 
dass die gemessenen Oberflächentemperaturen oft durch die Reflektion überlagert wird und nicht der 
tatsächlichen abgestrahlten Temperatur der Oberfläche entsprechen. Daher werden z.  B. 
Metallaufbauten auf Gebäuden oder Blechdächern in den The rmalaufnahmen mit vergleichsweise 
niedrigen Oberflächentemperaturen gemessen.  
Zum Einsatz kamen dabei eine DJI Mavic 2 Enterprise Advanced mit Thermal - (IR 8 - 14 µm) sowie 
mit RGB-Kamera. Aus ca. 90 Meter Flughöhe wurden die Aufnahmen mit einem vorab programmierten 
GPS-geleiteten Flugpfad ausgeführt. 
 
6.2 Standort Platz der Deutschen Einheit / Hauptbahnhof 
Als besonders kühl und bioklimatisch wertvoll zeigt sich das Großgrün. Die Blattoberflächen sind 
deutlich kühler als die Lufttemperatur von 28 °C und tragen neben der Verschattung aktiv zur 
Abkühlung bei. Nur Teile der Rasenbereiche waren zum Untersuchungszeitpunkt vertrocknet und 
zeigen eine geringe Vitalität und damit kaum Verdunstungspotenzial. 
Das mit dunklen Dachziegeln ausgestattete Dach des Haupt bahnhofs sticht durch besonders hohe 
Oberflächentemperaturen hervor. Die nach Osten und Süden  exponierten Dachbereiche erwärmen 
sich material- und einstrahlungsbedingt erheblich auf über 70 °C. 
Vor der Haupteigang des Hauptbahnhofes sorgt der völlig unbesc hattete Bereich für eine starke 
Erwärmung der Oberflächen  auf bis zu 50  °C. Diese heizen sich entsprechend stark auf, die 
Asphaltbereiche noch stärker als die heller gepflasterten Bereiche. Östlich und südlich der Fassade 
des Hauptbahnhofes ist die Wärmeabstrahlung des Gebäudes im Thermalbild sichtbar, welches die 
angrenzenden Bereiche zusätzlich aufheizt.

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Abbildung 45: Oberflächentemperaturen am Platz der Deutschen Einheit / Hauptbahnhof

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6.3 Standort Europaplatz 
 
 
Abbildung 46: Oberflächentemperaturen am Europaplatz.

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Die nur minimale Verschattung auf dem  Europaplatz sorgt für ein recht einheitliches Thermalbild  mit 
ungünstigen bioklimatischen Bedingungen auf dem Platz. Wäre die Wasserfläche aktiv, würde diese 
die Oberfläche potentiell deutlich abkühlen. Die Wanderung des Schattens des Bahnhofsgebäudes 
am Vormittag ist noch im Thermalbild nachvollziehbar. Dieses besitzt eine metallische Dachhaut und 
reflektiert, noch verstärkt durch die leichte Wölbung, besonders stark und wird daher im Thermalbild 
nur mit sehr niedrigen Temperaturen gemessen.  
Auffällig si nd die hohen Temperaturen der Gründächer am westlichen und südlichen Rand der 
Aufnahme. Nur der kleine Gründachbereich ganz im Südosten der Aufnahme ist deutlich kühler und 
deutet damit auf mehr Wasserverfügbarkeit in dem Bereich hin.  
 
6.4 Standort Herrngarten und Karolinenplatz 
Im Herrngarten kommt das Großgrün wieder sehr deutlich in der positiven klimatischen Wirkung 
heraus. Nicht nur die durch Verdunstungskühlung ca. 25 °C bis 30 °C kühlen Blattoberflächen, 
sondern auch die Schattenbereiche der Bäume. Die Wiese teilt sich in Bereiche mit dichterem und 
vitaleren Bewuchs und in trockene, nur spärlich bewachsenen Bereiche. Dadurch ist die 
Oberflächentemperatur kleinräumig sehr heterogen ausgeprägt. Besonders kühl ist der Brunnen am  
südlichen Eingang zum Herrngarten. Durch die Wasserbewegung wird eine starke Erwärmung des 
Wasserkörpers verhindert und eine spürbare Verdunstungskühlung, zumindest im Nahbereich, an 
besonders heißen Tagen, aufrechterhalten. 
Auf dem Karolinenplatz wird das Pflaster ca. 45  °C bis 48 °C heiß. Im Thermalbild fällt auf, dass 
das gleiche Pflaster im Bereich südlich des Eingangs zum Herrngarten, trotz gleicher Einstrahlung, ca. 
5 Kelvin kühler ist. Nach Überprüfung lässt sich der Temperaturunterschiede auf die Tiefgarage im 
Untergrund unter den Karolinenplatz zurückführen.  Die Annahme ist, dass die Tiefgarage die 
Wärmeabführung in den Untergrund, im Vergleich zu nicht unterbauten Bereichen, vermindert.   
Noch wärmer ist der Asphalt der Bundestraße 26 südlich des Karolinenplatz  mit 
Oberflächentemperaturen von deutlich über 50 °C.

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Abbildung 47: Oberflächentemperaturen am Herrngarten und Karolinenplatz.

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6.5 Standort am Staatstheater / Georg-Büchner-Platz / Wilhelminenplatz 
 
Abbildung 48: Oberflächentemperaturen am Staatstheater / Georg-Büchner-Platz / Wilhelminenplatz.

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Die dunklen Steinplatten im Eingangsbereichs des Staatstheaters weisen extrem hohe Temperaturen 
von ca. 60 °C bis 65 °C auf. Im Gegensatz zu den stark aufgeheizten dunklen Dachflächen halten 
sich hier Menschen temporär auf. Der Büchner -Garten ist wiederum ein gutes Beispiel zur 
klimaökologischen Wirkung von vitalem Grün.  
Deutlich bioklimatisch günstiger und heterogener ist der Georg-Büchner-Platz gestaltet. Die Bäume und 
runden „Betonschirme“ bieten Schatten und die schmalen Rasenstreifen zeigen eine gute Vitalität und 
damit Kühle. Das zum Zeitpunkt der Aufnahme fehlende Wasser um das Georg -Büchner Denkmal 
könnte für mehr Kühle in dem Bereich sorgen.

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7. Fazit 
Mit einer gemessenen Erhöhung der mittleren Jahreslufttemperatur für die Region Darmstadt von 9,7 °C 
auf 11,1 °C  zwischen den Vergleichszeiträumen von 1961 bis 1990 und 1991 bis 2020 zeigt 
sich, dass der Klimawandel auch in Darmstadt deutlich angekommen ist. Dies gilt insbesondere für 
temperaturbezogene Kennwerte. Je nach globaler Entwicklung ist mit einer weiteren, mitunter 
erheblichen Zun ahme der Temperaturen bis zum Ende des Jahrhunderts zu rechnen. Für die  
Niederschlagsentwicklung ist der Trend nicht ganz so eindeutig. Das Risiko für häufigere und/oder 
intensivere Starkregenereignisse aufgrund höherer Lufttemperaturen wird jedoch mit hoh er 
Wahrscheinlichkeit steigen. Auch ist mit einer zukünftigen Niederschlagsabnahme in den 
Sommermonaten und einer Niederschlagserhöhung in den Wintermonaten zu rechnen. 
Mittels Satellitendaten (Wärmebelastungsindex) und eigenen Messungen mit einer Thermald rohne 
konnte für Darmstadt ein starker Wärmeinseleffekt auf gesamtstädtischer und mikroklimatischer Ebene 
nachgewiesen werden. Durch Verschneidung der Bevölkerungsdaten (Anzahl und Altersstruktur) und 
des Wärmebelastungsindex der statist ischen Bezirke zeigt sich eine aktuell hohe Betroffenheit der 
Wärmebelastung auf die  Bevölkerung für Arheiligen -Süd, Kranichstein -Süd, Johannesviertel, 
Martinsviertel-West, Martinsviertel-Ost, Alt-Bessungen und das Kapellplatzviertel im Vergleich zu den 
anderen Stadtteilen (statistischen Bezirken) der Wissenschaftsstadt Darmstadt.     
Anhand der Modellierung der K altluftdynamik zeigt sich, dass in Darmstadt  topographisch bedingt 
nur im Norden im Bereich Wixhausen und im Süden im Bereich Eberstadt der Kaltlufteinfluss günstig 
ist. Die Mathildenhöhe und das Woogsviertel sind die innerstädtische Bereiche, die noch über die 
beste Kaltluftversorgung bei wolkenfreien Hochdruckwetterlagen verfügen.  Entsprechend ist für die 
anderen Stadtbereiche der Erhalt bzw. die Schaffung einer  lokalen Kaltluftproduktion im 
Siedlungsraum umso wichtiger, da diese keine/wenig Kaltluft aus anderen Stadtbereichen zugeführt 
bekommen.  
Aufbauend auf den differenzierten Analyseergebnissen zum Stadtklima von Darmstadt, zeigt sich ein 
hoher Handlungsdruck z ur Verbesserung der stadtklimatischen Situation. Maßnahmen, welche die 
stadt- und bioklimatischen Gegebenheiten, insbesondere an b esonders belasteten Standorten 
verbessern sollen, zielen auf den Ausbau der blau-grünen Infrastruktur, die Entsiegelung, Verbesserung 
der Kaltluftsituation und eine hitzeangepasste Architektur/ Stadtplanung ab. Damit soll eine Reduktion 
der Hitzebelastung, eine verbesserte Resilienz gegenüber Extremereignissen wie Starkregen und Dürre, 
sowie im Allgemeinen eine Erhöhung der Aufenthaltsqualität im Außenbereich durch den Ausbau, die 
Aufwertung und die Vernetzung von Grünelementen angestrebt werden.  
Die Ergebnisse der Stadtklimaanalyse sollen dabei helfen, die Sensibilisierung der Bevölkerung zum 
Thema Stadtklima und Auswirkungen des Klimawandels zu unterstützten.

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95  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/364/publikationen/uba_h
andbuch_gute_praxis_web-bf_0.pdf (Letzter Zugriff: 13.04.2021) 
UBA – Umweltbundesamt (Hrsg.) (2015a): Monitoringbericht 2015 zur Deutschen 
Anpassungsstrategie an den Klimawan del. Bericht der Interministeriellen Arbeitsgruppe 
Anpassungsstrategie der Bundesregierung. Online unter 
http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/376/publikationen/monitor
ingbericht_2015_zur_deutschen_anpassungsstrategie_an_den_klimawandel.pdf (Letzter 
Zugriff: 15.04.2021) 
UBA – Umweltbundesamt (Hrsg.) (2015b): Vulnerabilität Deutschlands gegenüber dem Klimawandel. 
Online unter 
http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/climate
_change_24_2015_vulnerabilitaet_deutschlands_gegenueber_dem_klimawandel_1.pdf, 
(Letzter Zugriff: 15.04.2021) 
UBA – Umweltbundesamt (Hrsg.) (2019): Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie 
an den Klimawandel. Bericht der Interministeriellen Arbeitsgruppe Anpassungsstrategie der 
Bundesregierung. Online unter 
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/das_
monitoringbericht_2019_barrierefrei.pdf (Letzter Zugriff: 15.04.2021) 
UBA – Umweltbundesamt (Hrsg.) (2021): Klimawirkungs- und Risikoanalyse 2021 für Deutschland – 
Kurzfassung. 
UBA – Umweltbundesamt (Hrsg.) (2022):  Klimarisikoanalysen auf kommunaler Ebene. 
Handlungsempfehlungen zur Umsetzung der ISO 14091. Online unter 
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/publikationen/2022
_uba-fachbroschuere_kra_auf_kommunaler_ebene.pdf (Letzter Zugriff: 15.08.2022) 
VDI (2003): VDI-Richtlinie 3787 Blatt 5. Umweltmeteorologie: Lokale Kaltluft. 
VDI (2015): VDI-Richtlinie 3787, Blatt 1. Umweltmeteorologie. Klima- und Lufthygienekarten für Städte 
und Regionen. 
Weng, Q. (2009): Thermal infrared remote sensing for urban climate and environmental studies: 
Methods, applications, and trends. In: ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 
Heft 64/4, S. 335-344 
Wissenschaftsstadt Darmstadt (o. J.): Standort. Online unter https://www.darmstadt.de/standort 
(letzter Zugriff: 05.09.2024). 
Wikipedia (2024): Darmstadt. Online unter https://de.wikipedia.org/wiki/Darmstadt (letzter 
Zugriff: 05.09.2024). 
Zhou, D., Bonafoni, S., Zhang, L. & R. Wang (2017): Remote sensing of the urban heat island effect 
in a highly populated urban agglomeration area in East China. In: Science of the  Total 
Environment, Heft 628, S. 415-429

96  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Zhou, D., Xiao, J., Bonafoni, S., Berger, C., Deilami, K., Zhou, Y., ... & J. A. Sobrino (2019): Satellite 
remote sensing of surface urban heat islands: progress, challenges, and perspectives. In: 
Remote Sensing, Heft 11/1, S. 48.

97  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Anhang 
Klimadiagramme der DWD-Messreihen für weitere Klimakennzahlen 
 
Abbildung 49: Jährliche Anzahl an Eistagen (Tage mit Tmax < 0 °C) an der DWD-Messstation Darmstadt für den 
Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. 
 
 
Abbildung 50: Jährliche Anzahl an Frosttagen (Tage mit Tmin < 0 °C) an der DWD-Messstation Darmstadt für den 
Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD.

98  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
Abbildung 51: Jährliche Anzahl an Sommertagen (Tage mit Tmax ≥ 25 °C) an der DWD-Messstation Darmstadt für 
den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. 
 
 
Abbildung 52: Jährliche Anzahl an Tropennächten (Nächte mit Tmin ≥ 20 °C) an der DWD-Messstation Darmstadt 
für den Zeitraum 1988-2023. Aufgrund der geringen Absolutwerte sowie eines Standortwechsels der Station im Jahr 
1995 ist die im Trend dargestellte Abnahme hier nicht als aussagekräftig anzusehen. Quelle: eigene Erstellung, 
Datengrundlage: DWD.

99  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
Abbildung 53: Jährliche Anzahl an Hitzewellentagen (eine Hitzewelle wird durch mindestens drei aufeinanderfolgende 
Hitzetage definiert) an der DWD-Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, 
Datengrundlage: DWD. 
 
Abbildung 54: Jährliche Anzahl an Starkregentagen (Tage mit ≥ 20 mm Niederschlag) an der DWD-Messstation 
Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD.

100  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
 
Abbildung 55: Jährliche Anzahl an Schneedeckentagen (Tage mit Schneebedeckungsgrad > 0,5) an der DWD-
Messstation Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD. 
 
 
Abbildung 56: Jährliche Anzahl an Tagen mit Schwüle (Tage mit Dampfdruck ≥ 18.8 hPa) an der DWD-Messstation 
Darmstadt für den Zeitraum 1988-2023. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: DWD.

101  
 
 
ThINK – Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz 
Diagramme der Klimaprojektionen für weitere Klimakennzahlen: 
 
Abbildung 57: Projizierte Änderungen der Sommertage (Tage mit Tmax ≥ 25 °C) im Flächenmittel für Darmstadt bis 
2100 im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG. 
 
Abbildung 58: Projizierte Änderungen der Eistage (Tage mit Tmax < 0 °C) im Flächenmittel für Darmstadt bis 2100 
im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000. Quelle: eigene Erstellung, Datengrundlage: HLNUG.

Magistratsvorlage 
 
Eingang Magistrats - 
geschäftsstelle:  
07.01.2025 
an den Magistrat  
   zur Kenntnis 
   zur Beschlussfassung  
 
Beteiligt vor 
Magistratsbeschlussfassung:  
Dezernat III an die Stadtverordne tenversammlung  
   OBW zur Befassung  
   zur Kenntnis 
   zur Beschlussfassung  
   zur abschließenden Beschluss - 
       fassung Fachausschuss  
 
 
Amt: Amt für 
Klimaschutz und 
Klimaanpassung  
 OBW bei abschl. 
Beschlussfassung Magistrat  
Behandlung in  
öffentl. Sitzung  
Ja 
 
Nein 
 
Verteiler:  
 
 
Ja 
 
Nein  
 
Vorlage-Nr. 2024/0377 
 
Magistratsbeschluss -Nr. 
  
 
Internetfähig     
 
Produkt-Nr.:       
Kostenstelle:        Investitionsnummer:        
Kostenträger:        Sachkonto:       
 
Betreff: Projektabschluss Stadtklimaanalys e 2024 
 
Vorlage vom: 18.12.2024  
 
Beschlussvorschlag : 
 
Magistrat und Stadtverordnetenversammlung nehmen die Ergebnisse der Stadtklimaanalyse zur 
Kenntnis. 
 
 
 
Anlagen: Stadtklimaanalyse  
 
Datenschutzrelevante Anlage:   
 
Folgekosten:    Ja    Nein

- 2 - 
 
Zusätzlich für alle Vorlagen aus dem Bereich des Hochbaus anzugeben:  
Klimarelevanz des Vorhabens:     
Auswirkungen auf Stadtklima:   ja  nein 
Auswirkungen auf THG -Emissionen:   gering1)  mittel/groß 2) 
Beteiligung Amt f. Klimaschutz & Klimaanpassung:   ja  nein 
Zusätzlich bei Beschlüssen zur Baufreigabe:    
Wurden Optimierungspotentiale ausgeschöpft?   ja  nein 
Falls nein, Kompensationsmaßnahmen festgelegt?   ja  nein 
1) bis 10 Tonnen Kohlendioxid-Äquivalente (CO2e) pro Jahr, 2) über 10 Tonnen CO2e pro Jahr. 
 
Beschluss des Magistrats vom

- 3 - 
Begründung zur Magistratsvorlage vom 18.12.2024 
 
1. Hintergrund 
Im Kontext der derzeitigen Erstellung des Klimaanpassungsplans erfolgte eine umfängliche 
Betroffenheitsanalyse zur Abschätzung der Folgen der Klimakrise auf das Stadtklima der 
Wissenschaftsstadt Darmstadt. Hierzu wurde eine Stadtklimaanalyse durchgeführt. Ein 
besonderer Fokus lag hierbei auf dem Thema „Städtischer Wärmeinseleffekt“, also der 
Detektion von bereits heute überwärmten Stadtgebieten.    
Das im Sommer 2023 begonnene Projekt „Stadtklimaanalyse“ wurde durch das Thüringer 
Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz GmbH (ThINK) unter Federführung des Amtes für 
Klimaschutz und Klimaanpassung der Wissenschaftsstadt Darmstadt bearbeitet. Das Projekt 
mit einem Gesamtvolumen von ca. 57.040 € wurde zu 90 Prozent aus Mitteln der 
Förderrichtlinie des Landes Hessen zur Förderung von kommunalen Klimaschutz- und 
Klimaanpassungsprojekten finanziert. Die Wissenschaftsstadt Darmstadt trug demnach einen 
Eigenanteil von ca. 5.704 €.  
Zentrales Ergebnis der Stadtklimaanalyse (Bericht s. Anlage) ist die sogenannte 
„Klimaanalysekarte“, welche unter anderem die zehn Klimatope Darmstadts, den Grad der 
städtischen Überwärmung sowie Kaltluftabflüsse und Luftleitbahnen aufzeigt. Die 
„Planungshinweiskarte“ als zweites zentrales Kartenwerk spricht auf Grundlage der 
Klimaanalyse Maßnahmenempfehlungen zur Optimierung von Stadtgebieten aus. Diese sind 
bspw. Begrünung, Entsiegelung oder Freihaltung und Stärkung von Kalt- und 
Frischluftschneisen im Stadtgebiet. Beide Kartenwerke und weitere Darstellungen der in diese 
Karten eingeflossenen Daten bilden die Grundlage für künftige stadtklimatische bzw. 
stadtplanerische Abwägungsprozesse (alle Karten sind im Bericht enthalten und hochauflösend 
online unter www.darmstadt.de/klimaschutz abrufbar). 
Neben diesen primären Ergebnissen wurden weitere Kartenwerke erstellt, welche Teilaspekte 
der Klimaanalyse aufzeigen – hierzu gehören unter anderem der „Wärmebelastungsindex“, die 
„Landoberflächentemperatur“ sowie der „Versiegelungsgrad“. Der ermittelte hohe 
Versiegelungsgrad des Siedlungskörpers trägt maßgeblich zum ausgeprägten Wärmeinseleffekt 
der Stadt bei.  
Dieser Wärmeinseleffekt wurde neben der hier beschriebenen Klimaanalyse durch eine 
Messkampagne des Amtes für Klimaschutz und Klimaanpassung in Zusammenarbeit mit dem 
Deutschen Wetterdienst (DWD) konkret belegt und veranschaulicht. So ist das Stadtzentrum im 
Mittel um etwa zwei Grad Celsius gegenüber dem Umland erwärmt. Aus der Messkampagne 
mit dem DWD wird ersichtlich, dass das Maximum der Temperaturunterschiede im Juli 2023 
sogar bei über neun Grad Celsius lag.  
Mittels Satellitendaten und Drohnenbefliegungen konnten im Rahmen der Klimaanalyse 
weiterhin hochauflösend „Hitze-Hot-Spots“ detektiert werden. Sommerliche 
Oberflächentemperaturen jenseits der 50 Grad Celsius-Marke sind demnach keine Seltenheit, 
wie die Thermalbefliegungen des Karolinenplatzes, des Staatstheaters mit Vorplatz und des 
Bahnhofsvorplatzes vom 30. Juli 2024 zeigten. 
Zeitreihenanalysen zeigen im Bericht zur Klimaanalyse (s. Anhang) einen Anstieg der 
Lufttemperatur in Darmstadt bereits zum heutigen Zeitpunkt deutlich auf. Darüber hinaus ist 
bis zum Jahr 2100 im Falle eines „Weiter-wie-bisher“-Szenarios des Weltklimarates (auch 
„worst-case-Szenario“ genannt) bezüglich der globalen Treibhausgasemissionen mit einer 
Erhitzung um vier Grad Celsius gegenüber der vorindustriellen Referenzperiode 1881-1910

- 4 - 
bzw. um ca. zwei Grad Celsius beim „Klimaschutz-Szenario“ (Pariser Klimaschutzabkommen) 
zu rechnen.  
Im Falle dieses „worst-case-Szenarios“ würde eine zusätzliche Anzahl von 23 bis 37 Hitzetagen 
(bisher im Zeitraum 1991-2020 im Mittel 17 Hitzetage) und 13 bis 23 zusätzliche 
Tropennächte (bisher im Zeitraum 1991-2020 im Mittel 0-1 Nacht) bedeuten. Der 
Niederschlagstrend mit zunehmender Sommertrockenheit würde sich in beiden Szenarien 
fortsetzen, ohne konsequenten Klimaschutz in drastischer Form. Mithilfe von Satellitenbildern 
konnte bereits zum heutigen Zeitpunkt gezeigt werden, dass der Westwald durch die jüngst 
zurückliegenden Dürresommer (2018 ff) im Vergleich zum vitaleren Ostwald enorm an 
Kühlleistung verloren hat.  
Neben lokaler Klimafolgenanpassung an die bereits eingetretenen Folgen der durch den 
Menschen verursachten Klimaerwärmung ist es von zentraler Bedeutung, dem Klimaschutz auf 
allen Ebenen, lokal wie global, höchste Priorität einzuräumen. 
Wichtig zu betonen ist hierbei, dass die Grenzen der Klimafolgenanpassung für große Teile 
Mitteleuropas bei eintreten des sog. „worst-case-Szenario“ des Weltklimarates mit großer 
Wahrscheinlichkeit überschritten würden und – gerade im Rhein-Main-Gebiet – eine Anpassung 
an die Folgen dieser dramatischen Veränderungen weder technisch möglich bzw. wirtschaftlich 
darstellbar wären. Oberste Priorität muss dementsprechend weiterhin der Klimaschutz – also 
die konsequente Reduktion der Treibhausgasemissionen haben – um eine 
Klimafolgenanpassung zu ermöglichen. 
Wie sich die Wissenschaftsstadt Darmstadt neben konsequentem Klimaschutz an die bereits 
heute eingetretenen sicht- und spürbaren Folgen der Klimaerwärmung anpassen will, zeigt der 
voraussichtlich im ersten Quartal 2025 erscheinende Klimaanpassungsplan. Die jüngsten 
Ergebnisse der Stadtklimaanalyse werden darin ausführlich erörtert. 
 
Dezernat III 
 
 
 
Michael Kolmer  
Stadtrat