Klimatologisch signifikante räumliche Strukturen der Niederschlagsverteilung in der Stadt Berlin und des Umlandes in Brandenburg wurden für den Zeitraum 1951-2000 untersucht, die durch Wirkung des urbanen Raumes verursacht werden. Für die Analyse werden Primärdaten von 247 Niederschlagsmessstationen verwendet, woraus Gebietsmittelwerte für 636 administrative Teilflächen sowie für 12 Teilflächen eines zur mittleren Windrichtung des Niederschlagstages parallelen Analyse-Transekts für jeden der 11848 Niederschlagstage interpoliert werden. Für 17 ausgewählte Kombinationen von acht Atmosphärenparametern wurde der Niederschlagsdatensatz zu klassifizierten Teilmengen gruppiert und als eigenständige geostatistische Experimente ausgewertet. Die Spannweite der in den einzelnen Experimenten verglichenen Gebietsmittelwerte überschreitet in der Regel 10 Prozent der mittleren Niederschlagshöhen nicht. Der dominierende Faktor für die Herausbildung unterscheidbarer räumlicher Niederschlagsverteilungen im Untersuchungsgebiet ist die Windrichtung in der unteren Troposphäre. Während sich der Stadtkörper unter Bedingungen, die kleinräumige Niederschlagsentstehung begünstigen, im Mittel lokal verstärkend auswirkt, kommt es bei großräumig gesteuerter Niederschlagsentstehung über dem Stadtgebiet zu einer Verringerung der Tagessummen des fallenden Niederschlags. Die Experimente angewendet auf den Datensatz weisen darauf hin, dass die urbane Verstärkung durch intensivierte Niederschlagsbildung über der Stadt bedingt wird, während die urbane Verminderung aus der Veränderung des Niederschlagsgeschehens innerhalb der Stadtatmosphäre resultiert. / An analysis of the climatologically significant spatial structures resulting from urban modification of the precipitation distribution was carried out at the sample site Berlin and its surrounding areas in Brandenburg for a period from 1951 to 2000. For the 11848 precipitation days the daily sums of 247 measurement sites are interpolated into mean areal precipitation for 636 administrative sub regions as well as for 12 elements of transects placed parallel to the mean daily wind direction. 17 combinations of eight atmospheric parameters were used to group the precipitation data into classified subsets. These subsets are treated as data resulting from independent geostatistic experiment configurations. The mean range of interpolated precipitations does not exceed 10 percent of the respective mean precipitation height in the particular experiments. The dominant synoptic factor causing the evidence of distinguishable spatial precipitation structures appears to be the wind direction in the lower troposphere. At weather conditions inducing local precipitation genesis the urban body induces predominantly locally intensified precipitation heights. When precipitation is formed mainly by synoptic processes the daily precipitation is being reduced over the city region. The experiment layouts related to these observations indicate that urban precipitation amplification evolves from intensified generation processes while urban reduction results from modified conditions for precipitation falling through the urban atmosphere.

Hitzestress beeinflusst nicht nur das Wohlbefinden, sondern vor allem auch die menschliche Gesundheit. Während Hitzestress im Außenraum bereits detailliert untersucht wurde, gibt es nur wenige Studien, welche sich mit thermischen Belastungen im Innenraum befassen. Dabei hält sich die Bevölkerung der Industriestaaten im Durchschnitt durchschnittlich 90 % des Tages im Innenraum auf. Analysen der klimatischen Bedingungen im Innenraum sind essenziell, um zugrundeliegende Prozesse zu verstehen, die Auswirkungen auf den Menschen zu erfassen und passende Anpassungsstrategien entwickeln zu können. Ziel der Arbeit ist es daher, verschiedene Innenraumklimata zu untersuchen und zu bewerten. Zur Untersuchung ihrer Charakteristika wurden Räume ohne Nutzerverhalten innerhalb eines Gebäudes bemessen und analysiert. Die Ergebnisse wurden dann verwendet, um ein detailliertes Innenraummesssystem zu entwickelt und an verschiedenen Standorten in Berlin aufzubauen. Die erhobenen Daten wurden dann verwendet, um die Variabilität von Hitzestress im Innenraum zeitlich und räumlich anhand des UTCI (Universal Thermal Climate Index) zu untersuchen. Den Abschluss bilden umfangreiche Analysen zu den Einflüssen von Innenraum- und Außenraumtemperaturen auf die Mortalität mittels Generalisierter Additiver Modelle (GAM). Die Ergebnisse zeigen, dass Hitzestress im Innenraum eine ernstzunehmende Gefahr darstellt. Alle Untersuchungsräume weisen hohe thermische Belastungen auf. UTCI Werte im Innenraum schwanken innerhalb eines Gebäudes und weisen im Vergleich zum Außenraum sehr hohe Belastungswerte während der Nacht auf. Die höchsten Werte wurden in modernen Gebäuden mit großen Fensterflächen ermittelt. Bezüglich der unterschiedlichen Einflussfaktoren auf das Innenraumklima konnte das Außenklima als wichtigste Einflussgröße bestätigt werden. Des Weiteren zeigt sich, dass die Innenraumtemperatur im Vergleich zur Außenraumtemperatur ein ebenso guter Prädiktor für Mortalität ist. / Heat stress influences not only the comfort of humans but also human health. Heat stress in outdoor environments has been investigated extensively, whereas only a few studies have focused on indoor environments. People in industrialized countries spend approximately 90 % of their day in confined spaces. Analyses of indoor climatic conditions are essential to understanding the underlying processes, determining the impacts on humans and developing appropriate adaptation measures. The aim of this work is to investigate and assess different indoor climates and provide a valuable contribution to future research questions. To analyze indoor climate characteristics or, rather, the influence of different meteorological parameters, the indoor climate in four rooms in one building without user behavior was measured and examined. The results were used to establish a detailed indoor measurement system at different study sites distributed over Berlin. The gathered data were then used to assess indoor heat stress variability on a temporal and spatial scale using the UTCI (Universal Thermal Climate Index). Finally, an extensive analysis of the influence of indoor climate and outdoor climate on mortality was conducted by applying generalized additive models (GAM). The results indicate that indoor heat stress is a severe threat. All study rooms experienced high thermal loads, regardless of the building type they were located in or their location within the building. Indoor UTCI values varied within buildings and further exhibited very high heat stress levels during night compared to outdoors. The highest values were measured in modern buildings with a high percentage of windows. Among the different driving factors of indoor climate, outdoor climate was confirmed to have the highest impact. Moreover, this thesis shows that indoor air temperature is an equally good predictor of mortality compared to outdoor climate.