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Mannheim im Stadtklimamodell um 14 Uhr, schräg von Süden gesehen: Die heißeste Luft steht als rotes Volumen über den dicht bebauten Quartieren, Straßen und Gleisflächen; Rhein, Neckar, Parks und Felder bleiben frei, weil ihre Luft kühler ist. Die Gebäude stehen als graue Körper darin.
Lufttemperatur als 3D-Volumen · 14:00 Uhr 30,5 °C ≥ 35 °C FITNAH-3D · 0–60 m über Grund, nur Luft ab 30,5 °C · Mannheim
Smart Country Convention Berlin · 13.–15.10.2026 · Halle 26, Stand 103

Der Urbane Digitale Klimazwilling

Der UDK verbindet Geobasisdaten und weitere lokale Umweltdaten mit detaillierten, validierten Modellierungen und Echtzeitmessungen zu einem digitalen Abbild des Stadtwetters. Es wird stündlich aktualisiert – das ganze Jahr über. So wird sichtbar, wie sich Temperaturextreme, Bodenfeuchte, Kaltluft und Starkwind in der Stadt räumlich verteilen und im Zeitverlauf verändern. Eine Grundlage für fundierte, klimasensible Entscheidungen in Städten.

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Eine Kooperation von

  • GEO-NET – Website (öffnet in neuem Fenster)
  • planGIS – Website (öffnet in neuem Fenster)

Mit Unterstützung von

  • Smart City Mannheim – Website (öffnet in neuem Fenster)

Was ist der UDK?

umweltmeteorologische Expertise
25+ Jahre
Trainingsdatenpunkte für KI-gestützte Verfahren
1 Mrd.+
Validierte Modelle: FITNAH-3D · ASMUS_green · PALM-4U – mit Messdaten abgeglichen
Wissenschaftlich fundiert
Erfahrene Meteorolog*innen, Raumplaner*innen und Geograph*innen mit Praxis in kommunalen Prozessen
Persönlich ansprechbar
Wissenschaftliche Veröffentlichungen und Open-Source-Code
Nachvollziehbar

Für Menschen, die Stadtklima in Entscheidungen übersetzen.

Der UDK schafft eine gemeinsame lokale Datengrundlage – für digitale Strategien, konkrete Planung, den kommunalen Betrieb und den öffentlichen Dialog.

Smart-City- und Digitalisierungsstellen
Integriert Stadtklimadaten in kommunale Digitalstrategien, Smart-City-Projekte und digitale Zwillinge.
Architekt*innen, Stadtplaner*innen und Fachgutachter*innen
Vergleicht Varianten und beurteilt die Wirkung von Entwürfen und Maßnahmen in Raum und Zeit.
Fachverwaltungen und kommunale Eigenbetriebe
Bewertet Hitze, Kaltluft und Starkwind für Stadtentwicklung, Klimaanpassung, Grünflächen, Wärmeplanung und Betrieb.
Politik und Stadtgesellschaft
Macht Klimarisiken und geplante Maßnahmen verständlich – als Grundlage für transparente Abwägungen und den Dialog vor Ort.
Soziale Einrichtungen und Betreiber kritischer Infrastrukturen
Erkennt lokale Belastungen, priorisiert Vorsorge und stärkt den Schutz gefährdeter Menschen und wichtiger Versorgungsfunktionen.
Lokale Unternehmen
Bewertet Hitze- und Wetterrisiken für Bürostandorte, Lieferketten und Produktionsabläufe – und plant gezielte betriebliche Vorsorge.

Die sechs Fachmodule des Urbanen Digitalen Klimazwillings

Von Hitze, Kaltluft und Starkwind über Planungsszenarien bis zu Messungen, Echtzeitkarten und Vorhersage: Die Module beleuchten unterschiedliche Facetten des Stadtklimas und schaffen gemeinsam eine fundierte Grundlage für kommunale Entscheidungen.

Mannheim im Stadtklimamodell, schräg über Gebäudekörpern und Hallen gesehen: Die Lufttemperatur ist als Fläche von blau (kühler) bis rot (wärmer) eingefärbt; nacheinander wird sie in Höhen von 3 m bis 20 m über Grund gezeigt.
Lufttemperatur in 3 m bis 20 m Höhe über Grund · 04:00 Uhr FITNAH-3D · Mannheim
Mannheim um 4 Uhr nachts im Stadtklimamodell, von schräg oben: Über Gebäuden und Freiflächen ziehen Partikel mit der Kaltluftströmung; ihre Farbe zeigt die Windgeschwindigkeit.
Windgeschwindigkeit m/s
  • 0 bis 0,4 m/s
  • 0,4 bis 0,8 m/s
  • 0,8 bis 1,1 m/s
  • 1,1 bis 1,5 m/s
  • 1,5 bis 1,9 m/s
  • 1,9 bis 2,3 m/s
  • 2,3 bis 2,6 m/s
  • 2,6 bis 3,0 m/s
Kaltluftströmung · Windgeschwindigkeit in m/s · 04:00 Uhr Partikel: Kaltluftströmung · FITNAH-3D · Mannheim

4D-Stadtklimaanalyse Hitze und Kaltluft

Der UDK zeigt, wie sich Hitze und Kaltluft in eurer Stadt räumlich und im Tagesverlauf entwickeln.

FITNAH-3D berechnet den Tagesgang eines Hitzetages mit 5 m horizontaler Auflösung. Das Modell rechnet in 30 vertikalen Schichten bis 2.000 m Höhe. Die bodennahen Schichten bis 60 m lassen sich als 3D-Volumen darstellen. So entstehen physikalisch konsistente 4D-Felder: Temperatur- und Windfelder, Kaltluftvolumenstromdichte, Kaltluftproduktionsrate sowie die Physiologische Äquivalenttemperatur (PET) als Maß für die gefühlte thermische Belastung.

Was die Stadtklimaanalyse in 4D für eure Stadt sichtbar macht

Für das gesamte Stadtgebiet und das angrenzende Umland zeigt die Analyse, wie sich Hitze und Kaltluft im Verlauf eines Hitzetages entwickeln:

  • Hitze-Hotspots im Straßenraum sowie in Wohn- und Gewerbegebieten
  • Kaltluftentstehungsgebiete
  • Kaltluftleitbahnen zwischen Umland und bebauten Quartieren
  • Park- und Flurwindsysteme
Die Innenstadt von Mannheim in der Starkwindanalyse bei Sturm: Über der Karte ziehen Partikel mit der Strömung durch Straßen und über Plätze; ihre Farbe zeigt die Windgeschwindigkeit.
Windgeschwindigkeit m/s
  • 0 bis 1,1 m/s
  • 1,1 bis 2,3 m/s
  • 2,3 bis 3,4 m/s
  • 3,4 bis 4,5 m/s
  • 4,5 bis 5,6 m/s
  • 5,6 bis 6,8 m/s
  • 6,8 bis 7,9 m/s
  • 7,9 bis 9,0 m/s
Windgeschwindigkeit in m/s · Anströmung aus West-Südwest (240°) · Innenstadt ASMUS_green · Antrieb: 25 m/s in 200 m Höhe · Partikel: Strömungsrichtung · Innenstadt Mannheim

4D-Starkwindanalyse Sturmgefahren & Windkomfort

Der UDK zeigt, wie Starkwind im Stadtkörper gelenkt wird – wo Strömungen beschleunigt, kanalisiert oder abgeschwächt werden.

ASMUS_green berechnet Windströmungen bis in die städtische Grenzschicht, mit 2 m horizontaler Auflösung und für 12 Anströmrichtungen. Gebäude und Bäume werden als Strömungshindernisse berücksichtigt: Sie können Wind kanalisieren, lokal beschleunigen oder abbremsen und abschirmen. Ausgewertet werden Windfelder auf 2 m Höhe (Fußgängerniveau, wichtig für die Beurteilung des Windkomforts) und 10 m Höhe (Baumkronen-/Dachniveau, wichtig für Sturmgefahren).

Was die 4D-Starkwindanalyse für eure Stadt sichtbar macht

Für das gesamte Stadtgebiet und zwölf Anströmrichtungen zeigt die Analyse:

  • Starkwindrisiken für Gebäude, Bäume und technische Anlagen Welche Gebäude, Bäume und technischen Anlagen – etwa Strommasten, Ampelanlagen und Windenergieanlagen – sind besonders starkwindexponiert?
  • Windkomfort im öffentlichen Raum Wo ist mit eingeschränktem Windkomfort zu rechnen – etwa in Fußgängerzonen, Parks, bei Cafés oder in Durchgangsbereichen vor Hochhäusern?
  • 12 Anströmrichtungen
  • Windgeschwindigkeit, Böen und Turbulenz
  • 2 m horizontale Auflösung
Das Barockschloss Mannheim im Luftbild mit 3D-Gebäuden, schräg von oben gesehen: Der Ehrenhof zwischen den Schlossflügeln ist vollständig versiegelt und hell, ohne Bäume.
Ist-Situation – Barockschloss Mannheim mit vollversiegeltem Ehrenhof
Dieselbe Ansicht mit einem im Klimascanner eingezeichneten fiktiven Planfall im Ehrenhof: zusätzliche Bäume, eine offene Wasserfläche und ein zusätzliches Gebäude, rot dargestellt.
Mit dem Klimascanner eingezeichneter fiktiver Planfall mit zusätzlichen Bäumen, einer offenen Wasserfläche sowie einem zusätzlichen Gebäude
Dieselbe Ansicht mit dem Ergebnis des Klimascanners: Im Ehrenhof ist die Differenz der Physiologisch Äquivalenten Temperatur zwischen Planfall und Ist-Situation eingefärbt, überwiegend blau und grün, also kühler, an der Wasserfläche und unter den Bäumen am stärksten.
PET-Differenz Planfall – Ist (nachmittags, heißer Sommertag)
  • bis −6 °C
  • > −6 bis −3 °C
  • > −3 bis −1 °C
  • > −1 bis 1 °C (nicht eingefärbt)
  • > 1 bis 2 °C
  • > 2 bis 3 °C
  • > 3 °C
Mit dem Klimascanner erzeugtes Ergebnis: Differenz aus Planfall und Ist-Situation, Physiologisch Äquivalente Temperatur nachmittags während eines heißen Sommertages

Klimascanner KI-gestütztes Screening

Planungsvarianten vergleichen. Wirkungen auf Hitze und Kaltluft erkennen.

Der KLIMASCANNER ist ein QGIS-Plugin für frühe Planungsphasen. Zeichnet Gebäude, Gründächer, Grünflächen, Bäume oder Entsiegelungen direkt in das 3D-Stadtmodell. Auf einem 5-m-Raster vergleicht das Tool Ist- und Plansituation in wenigen Sekunden und schätzt ab, wie sich Tageshitze, nächtliche Abkühlung und Kaltluft verändern.

Die schnelle Ersteinschätzung macht räumliche Unterschiede zwischen Varianten sichtbar. So könnt ihr Klimabelange früh in die Planung einbeziehen und Varianten gezielt weiterentwickeln. Wenn für euer Bauleitplanungsverfahren ein vertieftes Klimagutachten erforderlich ist, unterstützen wir euch gern mit fachgutachterlichen Analysen und persönlicher Beratung.

Vorher-Nachher- und Variantenvergleich

Für Hitze und Kaltluft, zum Beispiel bei:

  • Städtebaulichen Entwicklungen – etwa Neubau, Umbau oder Freiraumplanung
  • Landnutzungsänderungen – etwa Aufforstung oder Waldumwandlung
  • Blau-grünen Anpassungsmaßnahmen – etwa Entsiegelung, Begrünung oder Wasserflächen in Hitze-Hotspots
Mannheimer Innenstadt im 3D-Stadtmodell mit den Stationen des Stadtklimamessnetzes: An jeder Station ein Kärtchen mit Lufttemperatur, Luftfeuchte und Wind, Stand 27.06.2026, 15:10 Uhr; gemessen werden rund 38 bis 41 °C.
Messstationen · Lufttemperatur, Luftfeuchte, Wind Stand 27.06.2026, 15:10 Uhr · Mannheim
Dieselbe Innenstadt mit den Messstationen und der daraus interpolierten Echtzeitkarte der Lufttemperatur, Stand 27.06.2026, 15:10 Uhr: Die Fläche zwischen den Stationen ist flächendeckend von Gelb bis Rot eingefärbt.
Messstationen mit interpolierter Echtzeitkarte der Lufttemperatur Stand 27.06.2026, 15:10 Uhr · Mannheim

StadtwetterEchtzeitkartenStadtwettervorhersage

Stadtwetter in Echtzeit – und als flächendeckende Vorhersage.

Ein Stadtklimamessnetz erfasst fortlaufend Lufttemperatur, Luft- und Bodenfeuchte, Wind und Strahlung. Zusammen mit stadtklimatischen Modellierungen und der Ankopplung an die DWD-MOSMIX-Vorhersage entstehen flächendeckende Karten – sowohl für das aktuelle Stadtwetter als auch für die alle sechs Stunden aktualisierte 72-Stunden-Vorhersage (in Entwicklung). Sie machen räumliche Unterschiede im gesamten Stadtgebiet sichtbar – von Quartier zu Quartier, teils sogar von einer Straßenseite zur anderen. Das schafft eine lokale Grundlage für wettersensible Entscheidungen im kommunalen Alltag – etwa in der Veranstaltungsplanung, bei der Grünflächenpflege oder im Winterdienst.

Stadtwetter
Erfassung von Klima-, Luft- und Umweltdaten an den Stationen des Stadtklimamessnetzes in Echtzeit, ausgewertet im Dashboard – für belastbare Analysen und Vorhersagen.
Echtzeitkarten Stadtwetter
Hochaufgelöste Echtzeitkarten zu Temperatur, gefühlter Temperatur (PET), Wind, Kaltluft und weiteren relevanten Parametern.
Stadtwettervorhersage (in Entwicklung)
Lokale, hochaufgelöste Vorhersagen (z. B. 3 Tage) für Temperatur, gefühlte Temperatur (PET), Wind, Kaltluft und weitere relevante Parameter.

Was Messnetz und Vorhersage sichtbar machen

  • Wie unterscheiden sich die aktuellen Wetterbedingungen von Quartier zu Quartier – oder sogar von einer Straßenseite zur anderen?
  • Wie entwickelt sich das Stadtwetter in der aktualisierten 72-Stunden-Vorhersage? (in Entwicklung)
  • Wo und wie häufig treten Sommertage, heiße Tage und Tropennächte auf?
  • Messungen
  • Modellierungen
  • flächendeckende Karten in Echtzeit
  • DWD-MOSMIX-Vorhersage (in Entwicklung)

Perspektive

Entscheidungsunterstützungssysteme

Ziel ist es, die Ergebnisse der Fachmodule zu anwendungsbezogenen Entscheidungshilfen zu bündeln – für klimasensible Planung und kommunalen Betrieb.

Die Fachmodule sollen Entscheidungen in Planung und Betrieb verbessern, beschleunigen oder überhaupt erst ermöglichen. Welche Entscheidungsunterstützungssysteme das für eure Stadt sein können und was sie können müssen, möchten wir mit euch gemeinsam herausfinden. Kommt mit uns ins Gespräch.

Mögliche Anwendungsfelder – als Anregung:

  • Winterdienst­management

    Effiziente Einsatzplanung durch präzise Vorhersagen.

  • Grünflächen­management

    Bedarfsgerechte Bewässerung und Pflege für gesunde Stadtgrünflächen.

  • Energetisches Gebäude­management

    Optimierung von Energieverbrauch, Kühlbedarf und Komfort.

  • Veranstaltungs­management

    Risikobewertung und Planung für sichere und erfolgreiche Veranstaltungen.

  • Hitzeaktions­planung

    Frühwarnung, betroffene Gruppen schützen, Maßnahmen gezielt steuern.

  • Kommunale Wärmeplanung

    Datenbasierte Analysen für klimaangepasste und effiziente Wärmeversorgung.

  • Verkehr und ÖPNV

    Witterungsbedingte Risiken reduzieren, Betriebsabläufe optimieren.

  • Industrielle Prozesse

    Wetterabhängige Prozesse verstehen, Risiken minimieren, Effizienz steigern.

  • Landwirtschaft

    Entscheidungsunterstützung für Bewässerung, Ernte und Anpassungsstrategien.

  • Stadtplanung / Stadtentwicklung

    Berücksichtigung klimatischer Risiken und Potenziale in der räumlichen Planung.

  • Klimafolgen­anpassung

    Entwicklung und Umsetzung wirksamer Anpassungsmaßnahmen.

  • Waldbrand­vorsorge

    Waldbrandgefahr aus Trockenheit, Hitze und Wind früh erkennen und Einsätze vorausschauend planen.

  • Weitere z. B. Gesundheit, Katastrophenschutz, Tourismus, Naturschutz, Bauleitplanung u. v. m. Euer Anwendungsfeld fehlt? Sprecht mit uns
Sprecht mit uns Oder am Stand 103 in Halle 26

Lufthygiene

Als zusätzlicher stadtklimatischer Wirkungskomplex ist ein Lufthygiene-Modul perspektivisch denkbar. Für seine Entwicklung suchen wir passende Kooperationspartner.

Technik, die in eure Kommune passt.

Offen entwickelt, reproduzierbar betrieben – bei uns oder bei euch.

Softwareentwicklung

Der Zwilling baut auf offenen Bausteinen auf – Cesium für 3D, Leaflet für 2D – und spricht offene Schnittstellen: Ergebnisse als OGC WMS, Messwerte über die OGC SensorThings API – einbindbar in vorhandene GIS und Geoportale. Eine Codebasis bedient mehrere Städte und wird von uns laufend weiterentwickelt.

Betrieb

Jeder Dienst läuft als Container auf Kubernetes, ebenso mit Docker Compose oder Docker Swarm. Modelldaten liegen als Cloud Optimized GeoTIFF bzw. Zarr im Objektspeicher. Die Dienste lesen daraus gezielt nur den benötigten Zeitschritt, die Höhe und den Ausschnitt – statt ganze Modellläufe mit allen Stunden und Höhen zu laden. So bleiben die Karten auch bei großen 4D-Datenmengen schnell, und Rechenlast und Datenübertragung bleiben gering.

Hosting

Wir betreiben den Zwilling für euch – oder eure Kommune betreibt ihn in der eigenen Infrastruktur. Dann bleiben alle Daten im eigenen Haus, und vorhandene GeoServer- und andere Geodienste lassen sich direkt anbinden. Den UDK passen wir für jede Stadt und Kommune auf deren Daten und Bedarf an.

Erweiterbar mit LayerStudio

Der UDK lässt sich mit LayerStudio von planGIS koppeln: Damit fügt ihr einfach weitere Geodaten hinzu und visualisiert sie auf der Karte. Optional baut ihr Geodaten-Pipelines, die Daten aufbereiten und in den Zwilling zurückspielen – so lassen sich Geodatenprozesse jeder Art im Web abbilden.

Auf der Smart Country Convention zeigen wir den Zwilling live.

Vom 13. bis 15. Oktober 2026 in Berlin: Kommt in Halle 26 an Stand 103 und bringt eure Fragestellung mit. Wir zeigen Hitzeinseln als Volumen, öffnen eine Kaltluftnacht in 3D, lassen einen Sturm zwischen den Gebäuden strömen, zeichnen eine Planung und bewerten sie, und schauen auf die aktuellen Werte des Messnetzes.

Veranstaltung
Smart Country Convention
Ort und Datum
Berlin, 13.–15.10.2026
Halle und Stand
Halle 26, Stand 103

Ihr trefft uns am Stand: Dr. Björn Büter (GEO-NET) und Sven Wiemers (planGIS) – gemeinsam mit weiteren Fachkolleg*innen aus beiden Häusern.

Die Anwendung ist nicht öffentlich zugänglich. Eine Vorführung vereinbaren wir gern auch online.

Termin am Stand vereinbaren Online-Vorführung anfragen
Halle 26, Stand 103: gegenüber der Speaker & Presse Lounge, zwischen Startup Area und Purple Stage.

Kontakt aufnehmen

Ein Termin am Stand, eine Vorführung oder eine Frage zum Zwilling: Schreibt uns, wir antworten persönlich.

Eure Ansprechpartner

  • Dr. Björn Büter, Geschäftsführer von GEO-NET

    Dr. Björn Büter

    Geschäftsführer, GEO-NET

    Meteorologie & Stadtklima

  • Sven Wiemers, Teamlead Geospatial Engineering bei planGIS

    Sven Wiemers

    Teamlead Geospatial Engineering, planGIS

    Software, Geodateninfrastruktur & Betrieb

Hinter dem Zwilling steht ein interdisziplinäres Team aus Meteorologie, Geoinformatik, Softwareentwicklung und weiteren Fachgebieten – am Stand und im Hintergrund.

Felder mit Stern sind Pflichtfelder.

Worum geht es?

Zum Beispiel: eure Stadt, eure Fragestellung, ein Wunschtermin.