Ein Terabyte Hitze: Speyer aus 1.500 Metern thermografisch vermessen

Speyer von oben: Wärmeverteilung der Stadt wird digital kartiert

Zwei Messflüge, 25 Flugstreifen und 9.876 Aufnahmen – die Thermografiebefliegung über Speyer ist abgeschlossen und liefert beeindruckende Datenmengen. Rund ein Terabyte Rohdaten stehen nun zur Verarbeitung bereit. Das ehrgeizige Projekt ist Teil des Urbanen Digitalen Zwillings (UDZ) Speyer, einem Gemeinschaftsprojekt der Stadtwerke Speyer und der Stadt Speyer. Ziel ist es, eine digitale Datengrundlage zu schaffen, in der Informationen über Stadtgebiet, Gebäude, Umwelt und Infrastruktur zusammengeführt werden – um konkrete Maßnahmen zur Anpassung an zunehmende Hitzebelastungen abzuleiten.

Gefördert wird der UDZ als Leuchtturmprojekt für Rheinland-Pfalz durch das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie und Mobilität Rheinland-Pfalz (MKUEM) im Rahmen des Kommunalen Klimapakts (KKP). Die gewonnenen Erkenntnisse sollen helfen, die Folgen des Klimawandels für die Stadt Speyer besser zu verstehen und gezielt gegenzusteuern.

Von der Auftragsvergabe zum Messflug in nur vier Werktagen

Die Umsetzung der Befliegung verlief in bemerkenswerter Geschwindigkeit. Am Freitag, dem 29. Juli 2026, wurde der Auftrag zur Befliegung an die Firma Aerowest aus Dortmund durch die Stadtwerke Speyer vergeben – am darauffolgenden Montag, den 27. Juli 2026, fand das erste Abstimmungsgespräch statt. Bereits in diesem frühen Gespräch zeichnete sich der Mittwoch, der 29. Juli 2026, als besonders geeigneter Hitzetag ab: hohe Temperaturen und weitgehend wolkenarme Bedingungen über den Messzeitraum hinweg.

Das Thermalkamerasystem wurde noch am Montag umgehend in das Messflugzeug eingebaut. Eine endgültige Entscheidung zur Durchführung konnte jedoch erst am Dienstagabend getroffen werden, da sich die entscheidenden Wetterbedingungen erst kurz vor dem geplanten Einsatz verlässlich abschätzen lassen. Das Ergebnis: Fast alle erforderlichen Wetterparameter waren erfüllt – lediglich für den Nachmittag bestand das Risiko aufquellender Cumulusbewölkung.

Start um 3 Uhr – Messung kurz vor Sonnenaufgang

Der erste Messflug begann bereits um 3 Uhr am Flughafen Paderborn/Lippstadt. Ziel war es, Speyer kurz vor Sonnenaufgang zu erfassen – also nahe am täglichen Temperaturminimum, bevor die Sonne die Oberflächen erneut aufheizt. Zu diesem Zeitpunkt haben Oberflächen die längste nächtliche Abkühlungsphase durchlaufen, sodass besonders gut sichtbar wird, welche Bereiche die Wärme des Vortages über Nacht gespeichert haben.

Zum Einsatz kam das zweimotorige Messflugzeug Vulcanair P68C mit der Kennung D-GMAP, das das Stadtgebiet in rund 1.500 Metern Höhe über Grund – entsprechend etwa 4.800 Fuß – systematisch in 25 Nord-Süd-Streifen abflog. Nach Abschluss der morgendlichen Messung landete die Maschine zunächst in Mannheim, da eine Landung am Flugplatz Speyer vor 7 Uhr nicht möglich war.

Eine Punktlandung zwischen Hitze und Wolken

Deutlich anspruchsvoller gestaltete sich der zweite Messflug am Nachmittag. Die Flugcrew beobachtete über den gesamten Vormittag die aktuellen Wetterprognosen. Weil die Wolkenbildung zunächst im Westen des Untersuchungsgebiets erwartet wurde, begann die zweite Befliegung gegen 14.30 Uhr dort und arbeitete sich Messstreifen für Messstreifen von Westen nach Osten vor.

Das Timing erwies sich als optimal: Erst nach Abschluss der letzten Fluglinie gegen 16.30 Uhr waren deutlich Wolken über dem Projektgebiet zu erkennen. Die Flugcrew bezeichnete das gewählte Zeitfenster als „absolute Punktlandung“. Auch die Flugbedingungen selbst unterschieden sich erheblich: Während die Luft beim Morgenflug noch ruhig war, sorgten die aufsteigenden erwärmten Luftmassen am Nachmittag für spürbare Thermik und Turbulenzen.

9.876 Bilder und rund ein Terabyte Rohdaten

Beide Messflüge dauerten zusammen rund vier Stunden über dem eigentlichen Projektgebiet – An- und Abflüge nicht mitgerechnet. Dabei entstanden insgesamt 9.876 hochauflösende RGB-, Nahinfrarot- und Thermalaufnahmen. Die weiterzuverarbeitende Datenmenge beträgt rund ein Terabyte.

Die Thermalaufnahmen erreichen eine Bodenauflösung von rund 30 Zentimetern pro Pixel, die ergänzenden Farb-Luftbilder sogar rund 7,5 Zentimeter pro Pixel. Die Sensorik war dabei auf einer stabilisierten Plattform im Messflugzeug installiert, damit Aufnahmen trotz Flugzeugbewegungen präzise und lagegenau erfasst werden konnten. Die gewählte Flughöhe von rund 1.500 Metern ermöglichte es, das große Untersuchungsgebiet innerhalb vergleichsweise kurzer Zeit zu erfassen und gleichzeitig die Fluglärmbelastung gegenüber einer niedrigeren Befliegung zu reduzieren.

Was die Daten verraten: Warum nächtliche Kühlung so wichtig ist

Thermografische Luftaufnahmen sind für die Stadtklimaanalyse besonders wertvoll, weil sie die sommerliche Wärmeverteilung flächendeckend und hochaufgelöst sichtbar machen. Dabei ist zu beachten: Eine Thermalaufnahme erfasst die Temperatur einer Oberfläche beziehungsweise die von ihr ausgehende Wärmestrahlung – sie ersetzt keine Messung der Lufttemperatur.

Durch die Doppelbefliegung lässt sich nicht nur erkennen, welche Oberflächen und Bereiche sich tagsüber besonders stark aufheizen, sondern auch, welche die gespeicherte Wärme bis in die Nacht hinein abgeben. Gerade während anhaltender Hitzeperioden ist die nächtliche Abkühlung von besonderer Bedeutung. Der Vergleich der beiden Messzeitpunkte soll zeigen, welche Oberflächen sich besonders stark erwärmen, welche Bereiche Wärme besonders lange speichern und wo die Stadt während der Nacht gut oder weniger gut auskühlt.

Ein Beispiel verdeutlicht schon jetzt den Erkenntnisgewinn: Versiegelte Straßenbereiche können sich auch in den Nachtstunden thermisch deutlich von ihrer Umgebung abheben und weiterhin die tagsüber gespeicherte Wärme abgeben. In Verbindung mit Gebäude-, Vegetations- und Versiegelungsdaten soll anschließend untersucht werden, wo Maßnahmen wie Verschattung, zusätzliche Bäume, Entsiegelung oder Begrünung besonders wirksam sein können.

Aufwendige Datenverarbeitung bis in den Oktober

Mit dem erfolgreichen Abschluss der Messflüge beginnt nun die aufwendige Verarbeitung der Daten bei Aerowest. Aus knapp 10.000 Einzelaufnahmen müssen zunächst zusammenhängende und georeferenzierte Datensätze erzeugt werden. Anschließend werden die Thermal-, RGB- und Nahinfrarotdaten aufbereitet, miteinander verglichen und in den Urbanen Digitalen Zwilling integriert.

Damit entsteht nicht nur ein einzelnes Wärmeabbild der Stadt, sondern eine räumlich exakt verortete Datengrundlage über die Hitzeverteilung und die Wärmespeicherkapazität städtischer Oberflächen, die sich mit weiteren Informationen des Stadtgebiets überlagern und auswerten lässt. Die Verarbeitung und Auswertung werden voraussichtlich bis in den Oktober hinein dauern. Erst danach stehen die aufbereiteten Ergebnisse für die Stadtwerke Speyer und die Stadt Speyer für weitergehende Analysen zur Verfügung – und damit als Grundlage für konkrete Maßnahmen zur Klimaanpassung in der Pfalzmetropole.

Quellen

• Ein Terabyte Hitze: Speyer aus 1.500 Metern vermessen – Stadt Speyer