Die Gradtagzahlen des Jahres 2008 und ihre Abweichungen zum Zeitraum P.-H. Voß

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1 Die Gradtagzahlen des Jahres 2008 und ihre Abweichungen zum Zeitraum P.-H. Voß Gradtagzahlen bzw. Gradtage werden zur überschlägigen Berechnung des Heizenergieverbrauchs sowie zur Witterungsbereinigung im Rahmen der Energieeinsparverordnung herangezogen und stellen somit eine wichtige heiztechnische Kenngröße dar. Mit den Gradtagen werden zudem die so genannten Klimafaktoren zur Witterungsbereinigung für Energieausweise nach der Energieeinsparverordnung (EnEV) berechnet ( In der Abteilung Klima- und Umweltberatung des Deutschen Wetterdienstes wird ein statistisches Modell verwendet, das die mittleren monatlichen Gradtagzahlen (nach VDI-Richtlinie 2067) bzw. Gradtage (VDI- Richtlinie 3807) in Abhängigkeit von verschiedenen Einflussfaktoren, wie z.b. der Höhe über dem Meeresspiegel, der geographischen Lage, der Bebauungsdichte (Wärmeinseleffekt) sowie der Nähe zum Meer berechnet. Mit Hilfe digitaler Geländeinformationen (Höhen- und Landnutzungswerte im 1-km-Raster) werden schließlich flächendeckende Karten monatlicher bzw. jährlicher Gradtagzahlen für Deutschland erstellt. Die Jahressummen der Gradtagzahlen (Jahresgradtage) werden durch Addition der Monatsgradtage berechnet. Die Karten werden im A3-Format erstellt und sind in diesem Bericht deutlich verkleinert abgebildet. Berechnungsschema der monatlichen Gradtagzahlen (Monatsgradtage) für Deutschland: 1) Monatsgradtage als Summe über tägliche Gradtage: GT m = GT für GT = (TR TM) für TM < TG (Heiztag) und GT = 0 für TG < TM mit GT m : mittlere / aktuelle Monatsgradtage [K d] GT: Gradtag [K d] TR = 20 C (Raumtemperatur) TG = 15 C TM = Tagesmittel der Lufttemperatur Heiztag: Tag mit Tagesmitteltemperatur unter 15 Grad 2) Statistisches Modell Der Regressionsansatz zur Berechnung der monatlichen Gradtagzahlen (mittlere bzw. aktuelle Monatswerte) im 1-km-Raster wird in Abhängigkeit folgender Größen ermittelt: Geländehöhe in Meter über NN Geographische Breite in Grad Geographische Länge in Grad Bebauungsdichte in Prozent Indikator für Meeresnähe

2 Abb.: 1 Mittlere Jahresgradtage in K d (Referenzzeitraum )

3 Die Datengrundlage für die Deutschlandkarte der mittleren jährlichen Gradtagzahlen (Jahresgradtage) des 20-jährigen Referenzzeitraums (Abb. 1) sind die Tagesmittelwerte der Lufttemperatur von ca. 370 DWD-Messstationen. Je höher die Gradtagzahlen ausfallen, desto höher sind die mittleren Differenzen zwischen Raumtemperatur (20 C) und Tagesmitteltemperatur an Heiztagen (mit TM < 15 C). Die Karte zeigt anschaulich, wo mehr geheizt werden muss und wo weniger: Rote bis braune Bereiche entsprechen einem geringen, gelbe bis grüne Bereiche einem hohen Heizbedarf. So finden sich erwartungsgemäß hohe Gradtagzahlen im Bereich der Mittelgebirge und Alpen, niedrige Gradtagzahlen in Tallagen, insbesondere im Rheintal und seinen Seitentälern. Des Weiteren erstreckt sich ein breiter Streifen niedriger Gradtagzahlen vom Niederrhein nach Norden bis hin an die Ostfriesischen Inseln. Der orange Bereich, der sich noch in der unteren Hälfte der Gradtagzahlen-Skala befindet, setzt sich dann in Teilen in südöstlicher Richtung bis an die Grenze von Polen fort. Nach Norden hin wächst die Gradtagzahl um eine Klasse an. Abb. 2 zeigt die Deutschlandkarte der Gradtage für das Jahr 2008 im 1-km-Raster. Sie basiert auf der Auswertung der Daten von ca. 400 Messstationen des DWD. Vergleicht man die Ergebnisse dieser Karte mit denen der Karte des Referenzzeitraums (Abb. 1), so erkennt man niedrigere Gradtage aber zugleich ähnliche Strukturen der Verteilung. Dies ergibt sich überwiegend durch die Abhängigkeit der Tagesmitteltemperaturen (an Heiztagen) und damit der Gradtagzahlen von den Höhenverläufen der Gebirge und Täler. Jedoch fällt ein grundlegender farblicher Unterschied zwischen den beiden Karten auf, denen die gleiche Skala zugrunde liegt: An der Farbverschiebung um zum Teil deutlich mehr als eine Klasse, entsprechend einer Abnahme um 240 K d zum Wärmeren hin, erkennt man deutschlandweit geringere Gradtagzahlen gegenüber dem Mittelwert des Referenzzeitraums. Diese niedrigen Werte lassen sich vor allem durch das bis auf den Monat April milde erste Halbjahr 2008 (siehe Die Witterung in Deutschland 2008,, S. 49) begründen. Wobei in Nordostdeutschland - insbesondere in Ostseenähe - die deutlich größeren und im Südwesten Deutschlands die ersichtlich geringeren Abnahmen zum Referenzzeitraum auftreten. Besser noch als im nur visuellen Vergleich der Karten 1 und 2 wird die landesweite Abnahme der Gradtagzahlen des Jahres 2008 gegenüber den Mittelwerten des Referenzzeitraums in Abb. 3 verdeutlicht. Sie visualisiert die relativen Abweichungen des Jahres 2008 vom Referenzzeitraum in Promille. Die größten relativen Abweichungen des Jahres 2008 vom Referenzzeitraum treten mit unter -13 % an der Ostseeküste Mecklenburg-Vorpommerns und Schleswig- Holsteins wie auch auf den Inseln Fehmarn und Rügen auf. Das übrige Schleswig- Holstein und Mecklenburg-Vorpommern, die Altmark und Brandenburg sowie das östliche Niedersachsen weisen großenteils Abweichungen zwischen -10 % und -12 % auf.

4 h das westliche Niedersachsen, das südliche Brandenburg, das nördliche Sachsen sowie das Münsterland weisen noch große Abweichungen von -8 % bis -10 % auf. Von den nördlichen Mittelgebirgen mit Differenzen von etwa -6 % bis -8 % nehmen die Differenzen in Richtung Süden und Südwesten mit dem allmählichen Geländeanstieg zum Alpenrand und Süd-Schwarzwald hin auf etwa -3 % ab. In den Hochlagen der Alpen sinken die Abweichungen betragsmäßig bis knapp unter 1 %. Damit ist das Jahr wie auch schon die Jahre 2001 bis im Vergleich zum Referenzzeitraum deutlich wärmer. Im Vergleich zu den Jahren 2001 bis 2007 liegt das Jahr 2008 wegen seiner kälteren zweiten Jahreshälfte (insbesondere September, Oktober und Dezember) nur knapp unterhalb des Durchschnitts dieser Jahre, was den Bedarf an Heizenergie betrifft. Abb.: 2 Jahresgradtage 2008 in K d

5 Abb. :3 Relative Abweichung der Gradtagzahlen 2008 zum Referenzzeitraum in

6 Auch das westliche Niedersachsen, das südliche Brandenburg, das nördliche Sachsen sowie das Münsterland weisen noch große Abweichungen von -8 % bis -10 % auf. Von den nördlichen Mittelgebirgen mit Differenzen von etwa -6 % bis -8 % nehmen die Differenzen in Richtung Süden und Südwesten mit dem allmählichen Geländeanstieg zum Alpenrand und Süd-Schwarzwald hin auf etwa -3 % ab. In den Hochlagen der Alpen sinken die Abweichungen betragsmäßig bis knapp unter 1 %. Damit ist das Jahr wie auch schon die Jahre 2001 bis im Vergleich zum Referenzzeitraum deutlich wärmer. Im Vergleich zu den Jahren 2001 bis 2007 liegt das Jahr 2008 wegen seiner kälteren zweiten Jahreshälfte (insbesondere September, Oktober und Dezember) nur knapp unterhalb des Durchschnitts dieser Jahre, was den Bedarf an Heizenergie betrifft.