Methodik
Jede Zahl in hitzemonitor folgt einer publizierten Definition oder einer offengelegten Regel. Diese Seite dokumentiert beides: verständlich im Text, exakt in Formeln und Quellen. Geschrieben für Leserinnen und Leser ohne Klimatologie-Studium.
1Datengrundlage
Die Messwerte stammen aus dem offenen Sensornetz der Smart Urban Heat Map: 60 Stationen in 12 Gemeinden, von Bern bis Lyss. Jede Station misst etwa alle 10 Minuten Lufttemperatur und relative Luftfeuchte (Sensirion-Sensor, belüftetes Gehäuse). Die Daten stehen unter der Lizenz CC BY 4.0 offen zur Verfügung.
Die Schnittstelle des Netzes reicht bis zum 20. September 2024 zurück. hitzemonitor archiviert zusätzlich jede abgerufene Antwort selbst, damit die Messgeschichte Ihrer Gemeinde vollständig bleibt, unabhängig davon, welches Zeitfenster die Quelle künftig anbietet.
Die Stationen melden zeitversetzt. hitzemonitor legt alle Messungen auf ein einheitliches 10-Minuten-Raster. Fehlende Werte bleiben leer und werden nie interpoliert; eine Messlücke ist eine Messlücke.
Als ländliche Referenz dient die MeteoSchweiz-Station Bern/Zollikofen (BER), die publizierte Standardreferenz für Wärmeinsel-Untersuchungen in Bern. Koppigen (KOP) und Mühleberg (MUB) stehen als Alternativen bereit; die Wahl wird pro Gemeinde dokumentiert und nicht gewechselt.
2Kenntage
hitzemonitor übernimmt die Definitionen von MeteoSchweiz unverändert und weist sie an jeder Kennzahl aus.
| Begriff | Definition |
|---|---|
| Sommertag | Tageshöchstwert 25.0 °C oder mehr |
| Hitzetag | Tageshöchstwert 30.0 °C oder mehr |
| Tropennacht | Tagestiefstwert nicht unter 20.0 °C |
Tageswerte entstehen aus den 10-Minuten-Messungen von Mitternacht zu Mitternacht in Weltzeit (UTC), der Konvention von MeteoSchweiz. Das hat eine bekannte Folge: Die Tropennacht zählt auf dem Kalendertag, nicht auf der gefühlten Nacht von Abend bis Morgen. Schwüle Nächte können so untergezählt werden. hitzemonitor weist deshalb zusätzlich eine klar beschriftete Variante «physische Nacht» aus (18 bis 08 Uhr), getrennt von der offiziellen Zählung.
Für Hitzewellen sind in der Schweiz zwei Definitionen gebräuchlich. MeteoSchweiz: Tagesmitteltemperatur von 25 °C oder mehr an mindestens 3 aufeinanderfolgenden Tagen. BAFU-Planungspraxis: mindestens 7 aufeinanderfolgende Hitzetage. hitzemonitor berechnet beide als getrennt beschriftete Reihen; jeder Bericht nennt die verwendete Definition in einer Fussnote.
3Wärmebelastung
Hohe Temperatur belastet stärker, wenn die Luft feucht ist. hitzemonitor fasst beides in der vereinfachten Wet-Bulb-Globe-Temperatur (sWBGT) zusammen, berechnet für jedes 10-Minuten-Intervall:
sWBGT = 0.567 · T + 0.393 · e + 3.94
e = RH/100 · 6.105 · exp( 17.27 · T / (237.7 + T) )Als Kennzahl zählt hitzemonitor die Stunden pro Tag, in denen die sWBGT 28 °C beziehungsweise 30 °C erreicht oder überschreitet. Der Index ist für die Schweiz geprüft: In einer Auswertung über 28 Stationen und 37 Jahre deckte sich die sWBGT von allen getesteten Indizes am besten mit den offiziellen Hitzewarnungen (Burgstall et al. 2019).
Vorbehalt, der auch in jedem Bericht steht: Die Formel nimmt leichten Wind und sonnige Verhältnisse an. Wind und Strahlung gehen nicht als Messwerte ein, weil das Netz sie nicht erfasst.
Ergänzend weist hitzemonitor den kanadischen Humidex aus, mit den publizierten Stufen von Environment Canada. Auf den UTCI verzichtet hitzemonitor bewusst: Er verlangt Wind- und Strahlungsdaten. Ein Index, dem Eingangsgrössen fehlen, wäre Scheingenauigkeit.
4Wärmeinsel-Effekt
Siedlungen kühlen nachts langsamer ab als das Umland. Diese Differenz, der Wärmeinsel-Effekt, ist die Kernaussage des Messnetzes. hitzemonitor berechnet sie pro Nacht und Station:
UHI = Mittel(T Station, 22 bis 06 Uhr)
− Mittel(T Referenz, 22 bis 06 Uhr)Nachtfenster und Referenzstation folgen der publizierten Methodik für Bern (Burger et al. 2022); dort wurden nächtliche Differenzen von bis zu 6.7 °C gemessen. Eine Nacht zählt nur, wenn auf beiden Seiten mindestens 80 % des Fensters vorliegen. Saisonwerte fassen die Nächte von Juni bis August zusammen; eine Station fliesst nur mit mindestens 80 % gültigen Daten ein.
Höhenunterschiede zwischen Station und Referenz beeinflussen die Differenz und werden dokumentiert; hitzemonitor rechnet sie nicht mit einer Pauschalformel weg, weil diese in klaren Nächten versagt.
Tagsüber messen einfach belüftete Sensoren bei starker Sonne systematisch zu warm; für das Berner Netz wurden 0.6 bis 0.9 °C Abweichung bestimmt (Gubler et al. 2021). hitzemonitor stellt deshalb die Nachtwerte in den Vordergrund und versieht Tagesvergleiche mit diesem Vorbehalt.
5Datenqualität
Ein offenes Sensornetz steht im Wetter: Stationen fallen aus, Sensoren driften, Funk bricht ab. hitzemonitor prüft deshalb jede Messung, bevor sie in eine Kennzahl einfliesst. Die Prüfungen lehnen sich an die WMO-Richtlinie für automatische Wetterstationen an (Zahumensky 2004):
- Bereichsprüfung: Temperaturen ausserhalb von −30 bis +45 °C gelten als fehlerhaft.
- Sprungprüfung: Änderungen über 5 °C innert 10 Minuten gelten als verdächtig, über 8 °C als fehlerhaft.
- Konstanzprüfung: Bleibt ein Wert über 60 Minuten praktisch unverändert (Schwankung unter 0.1 °C), gilt die Reihe als verdächtig.
- Nachbarschaftsprüfung: Nächtliche Werte werden mit den nächstgelegenen Stationen verglichen; starke Ausreisser werden markiert (Verfahren nach CrowdQC+, Fenner et al. 2021).
- Konsistenzprüfung: Der Taupunkt kann die Lufttemperatur nicht übersteigen.
Vollständigkeit ist Teil der Definition: Ein Tageswert gilt nur, wenn mindestens 66 % der 144 möglichen 10-Minuten-Intervalle vorliegen. Stationen ohne Daten seit mehr als 24 Stunden werden als ausgefallen geführt und im Portal sichtbar gemacht.
Markierte Werte werden ausgeschlossen, nie korrigiert oder geglättet. Jeder Ausschluss wird gezählt und erscheint als Fussnote an der betroffenen Kennzahl. Eine Zahl ohne Angabe ihrer Datengrundlage gibt es in hitzemonitor nicht.
6Vorher/Nachher bei Massnahmen
Pflanzt eine Gemeinde Bäume oder entsiegelt einen Platz, stellt sich die Frage: Hat es etwas gebracht? Ein einfacher Vorher/Nachher- Vergleich würde vor allem das Wetter messen. hitzemonitor vergleicht deshalb doppelt: die Veränderung am Massnahmenort gegen die Veränderung an Kontrollstationen im selben Zeitraum (Differenz-in-Differenzen):
ΔΔT = (T Ort, nachher − T Ort, vorher)
− (T Kontrolle, nachher − T Kontrolle, vorher)Vorher- und Nachher-Fenster umfassen dieselben Saisonabschnitte mit mindestens 30 gültigen Nächten je Seite. Die Nächte werden nach Witterung an der Referenzstation gefiltert, damit nicht ein nasser Sommer gegen einen trockenen antritt. Zu jedem Ergebnis gehört ein 95-%-Vertrauensintervall.
Die Ehrlichkeitsgrenze ist fest einprogrammiert:
- Unter 0.3 °C: «innerhalb der Messunsicherheit». Solche Effekte werden nie als Nachweis gewertet.
- 0.3 bis 0.5 °C: «indikativ».
- Ab 0.5 °C: «deutlich», immer mit Vertrauensintervall.
hitzemonitor formuliert Ergebnisse als beobachtete Differenz, nicht als Kausalaussage; Witterung, Messumgebung und weitere Faktoren wirken mit. Zur Einordnung der Erwartung: Strassenbäume kühlen die Lufttemperatur im Strassenraum tagsüber typischerweise um 0.5 bis 1.5 °C. Deutlich höhere Werte aus Studien beziehen sich auf Oberflächen- oder gefühlte Temperaturen; hitzemonitor stellt solche Zahlen nie als Lufttemperatur dar.
7Quellen
Die Methodik stützt sich auf amtliche Definitionen und begutachtete Forschung, ein wesentlicher Teil davon am Berner Netz selbst erarbeitet.
- MeteoSchweiz: Klimaindikatoren. Definitionen der Kenntage (Sommertag, Hitzetag, Tropennacht). meteoswiss.admin.ch
- MeteoSchweiz: Hitzewarnungen. Warnstufen auf Basis der Tagesmitteltemperatur, seit 2021. meteoswiss.admin.ch
- BAFU (2018): Hitze in Städten. Grundlage für eine klimaangepasste Siedlungsentwicklung. Umwelt-Wissen Nr. 1812. nccs.admin.ch
- Burgstall, A., Casanueva, A., Kotlarski, S., Schwierz, C. (2019): Heat Warnings in Switzerland. Reassessing the Choice of the Current Heat Stress Index. IJERPH 16(15), 2684. pmc.ncbi.nlm.nih.gov
- Gubler, M., Christen, A., Remund, J., Brönnimann, S. (2021): Evaluation and application of a low-cost measurement network for intra-urban temperature differences in Bern. Urban Climate 37, 100817. sciencedirect.com
- Burger, M., Gubler, M., Brönnimann, S. (2022): Nächtliche städtische Wärmeinsel in Bern; Nachtfenster 22 bis 06 Uhr, Referenz Zollikofen. PLOS Climate 1(12), e0000089. journals.plos.org
- Zahumensky, I. (2004): Guidelines on Quality Control Procedures for Data from Automatic Weather Stations. WMO. library.wmo.int
- Fenner, D. et al. (2021): CrowdQC+. Qualitätskontrolle für crowdbasierte Lufttemperaturmessungen. Frontiers in Environmental Science 9, 720747. frontiersin.org
Fragen zur Methodik beantworten wir unter kontakt@hitzemonitor.ch. Auf Wunsch stellen wir die vollständigen Berechnungsregeln als Dokument bereit.