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Die Stadt Bern liegt auf 542 m ü. M. im Schweizer Mittelland beidseits der Aare zwischen dem Hausberg Gurten im Süden und dem Bantiger im Osten. Die Aare umfliesst die Berner Altstadt mit einer nach Osten ausgreifenden Schleife (Aareschlaufe). Sie ist im Bereich der Altstadt und nördlich davon mit einem schmalen Tal rund 30 bis 50 Meter tief in die Umgebung eingesenkt.
Topographisch befindet sich das Gemeindegebiet der Stadt Bern im Schweizer Mittelland und bedeckt eine Fläche von 51,60 Quadratkilometern. Es dehnt sich in West-Ost-Richtung auf einer Länge von 15 Kilometern aus, während sich die durchschnittliche Breite in Nord-Süd-Richtung auf rund vier Kilometer beläuft. Die alte Sternwarte (heute abgerissen und durch das Institut für exakte Wissenschaften ersetzt) bildet das historische Zentrum der Landesvermessung der Schweiz und trägt die Schweizer Landeskoordinaten 600’000/200’000.
Landschaftsbildender Faktor ist die Aare, die von Südosten in das Gebiet fliesst. Das knapp ausserhalb des Gemeindebodens noch breite Aaretal verengt sich zusehends und bildet ab Beginn der Flussschleife um die Altstadt eine schmale Talkerbe. Der Talboden liegt hier auf rund 500 m ü. M. Nach nur kurzem, geradem Lauf in nördlicher Richtung unterhalb des Altstadtbogens folgt das Flussbogensystem um das Plateau von Tiefenau und Felsenau. Etwa ab der Mündung des Flüsschens Worble unterhalb der Tiefenau markiert die Aare die nördliche Gemeindegrenze. Sie fliesst, noch immer in das umgebende Plateau eingeschnitten, westwärts weiter. Ihr Lauf verbreitert sich durch den Aufstau des Wohlensees.
Östlich an die Aare schliesst ein Plateau an, das auf durchschnittlich 550 m ü. M. liegt. Es ist grossenteils besiedelt und verfügt über ausgedehnte Flächen sowohl gewerblicher als auch industrieller Nutzung, Sportanlagen (Stade de Suisse) sowie Verkehrsflächen. Einzelne Anhöhen wie der Schärmenwald (588 m ü. M.) und die Schosshalde (590 m ü. M.) sind mit Wald bedeckt. Ganz im Osten reicht das Stadtgebiet bis an den Fuss des Ostermundigenberges. Auch der westlich der Aare gelegene Teil des Plateaus von Bern erreicht eine Höhe von rund 550 m ü. M. Nordwestlich an das Siedlungsgebiet schliesst der etwa 5 Quadratkilometer grosse Bremgartenwald an. Er fällt im Norden mit einer Steilstufe zum Aaretal ab und wird durch mehrere kurze Erosionstälchen untergliedert. Zwischen dem Stadtteil Bümpliz und der Vorortsgemeinde Köniz befindet sich der Könizbergwald, ein bewaldeter Hügelrücken, mit 674 m ü. M. die höchste Erhebung des Gemeindeareals der Stadt.
Der lange westliche Zipfel des Gemeindegebietes ist ländlich geprägt. Das Gelände zeigt verschiedene Mulden, ehemals moorige Senken (zum Beispiel das Bottigenmoos) und Anhöhen, ist insgesamt aber nur schwach reliefiert. Es wird durch den Gäbelbach, dessen Tal im unteren Teil bis zu 80 Meter in die Umgebung eingetieft ist, zur Aare entwässert. Neben kleineren Siedlungen gibt es hier ausgedehnte Acker- und Wiesenflächen, die nach Süden zum grossen Waldgebiet des Forstes (bis 660 m ü. M.) überleiten.
Von der Gesamtfläche der Stadt Bern wurden bei der Erhebung im Jahr 2006 44,2 Prozent als Siedlungs-, Industrie-, Gewerbe- und Verkehrsfläche, 33,5 Prozent als Wald und Gehölze sowie 20,2 Prozent als Landwirtschaftsfläche ausgewiesen. Die restlichen 2,1 Prozent figurieren als unproduktive Fläche.[8]
Geologisch liegt Bern im Molassebecken des Schweizer Mittellandes. Das Becken wurde im Lauf des Tertiärs mit dem Abtragungsschutt der entstehenden Alpen aufgefüllt, wobei sich die Sedimente in verschiedene Schichten unterteilen lassen.
Der Untergrund im Raum Bern besteht aus Sedimenten der Unteren Süsswassermolasse, die im Aquitanium in der Zeit vor etwa 23 bis 20 Millionen Jahren abgelagert wurden. Die sogenannten Gümmenen-Schichten enthalten relativ weiche Sandsteineunterschiedlicher Korngrösse mit dazwischengelagerten, oft rötlichen Mergeln. Diese Sedimente, deren Dimension im Bereich von Bern auf rund 800 Meter geschätzt wird, wurden von Flüssen aus den Alpen hierher transportiert. Grössere Ablagerungs- und Umschichtungsereignisse fanden insbesondere während Hochwassern und Überschwemmungen statt, was den raschen horizontalen und vertikalen Wechsel der einzelnen Schichten erklärt. Ganz im Süden des Gebietes sind die Gümmenen-Schichten durch die im Burdigalium vor 20 bis 16 Millionen Jahren abgelagerten Sense-Schichten aus Oberer Meeresmolasse überdeckt. Dieser feste, gebankte Sandstein enthält Glaukonit und ist als Baustein in der Berner Altstadt weit verbreitet.
Die Oberflächenformen auf dem Stadtgebiet von Bern sind von eiszeitlichen Ablagerungen geprägt, die eine Ausdehnung von wenigen Metern bis über 50 Meter erreichen. In den Eiszeiten stiess der Aaregletscher jeweils weit über Bern ins Mittelland vor und vereinigte sich hier mit dem Rhonegletscher. Während von den älteren Gletschervorstössen nur wenige Zeugen an der Oberfläche (insbesondere Altmoränen im Aaretal) erhalten sind, bestehen die Plateaus beidseits des Aaretals im Bereich der Stadt Bern, der Bremgartenwald sowie das Gebiet des Forstes aus Schottern. Diese wurden im Rahmen des Vorstosses und Rückzuges des würmeiszeitlichenAaregletschers abgelagert, der seine maximale Ausdehnung etwa vor 20’000 Jahren erreicht hatte. Die Schotter zeigen im Gegensatz zur Nagelfluh nur schwach verfestigte Lagen von Kies, die bis zu 20 Zentimeter grosse Blöcke aus Flyschsandsteinen und Kieselkalk der Berner Alpen enthalten. Dazwischen sind sandige Schichten gelagert. In der Region Bern wird daher an zahlreichen Orten Kiesabbau betrieben. Überreste einer Endmoräne, die beim letzten Rückzug des Aaregletschers entstand, dem sogenannten Bern-Stadium, bilden eine Reihe von Anhöhen, die vom Steinhölzli über den Veielihubel, die Falkenhöhe bei der Universität, den Rosengarten und den Schönberg bis zur Schosshalde reichen.[9]
Die Stadt Bern befindet sich in der gemässigten Klimazone mit Laubwäldern (effektive Klimaklassifikation Cfb). Die einzelnen Jahreszeiten sind wie in der ganzen Schweiz nördlich der Alpen stark ausgeprägt. Durchschnittlich regnet es etwa 85 mm pro Monat und 1000 mm pro Jahr. Mit rund 120 mm pro Monat regnet es aufgrund der mehrheitlich konvektiven Niederschläge im Sommer ungefähr doppelt so viel wie im Winter; im Durchschnitt ist an 126 Tagen im Jahr mit mehr als einem Millimeter Niederschlag zu rechnen.
Die Jahresmitteltemperatur beträgt etwa 8 °C. Im Sommer beträgt die Tagesmitteltemperatur durchschnittlich 15–20 °C. Wärmster Monat ist der Juli mit einer Monatsmitteltemperatur von 17,4 °C. Sommertage mit Temperaturen von mindestens 25 °C gibt es im Mittel 33 pro Jahr (berechnet für die Normalperiode von 1960 bis 1990), Hitzetage mit Temperaturen über 30 °C sind im Durchschnitt 3,3 pro Jahr zu erwarten; in besonders heissen Sommern kann es um 37 °C warm werden.[10] Im Winter liegen die durchschnittlichen Tagesmitteltemperaturen um den Gefrierpunkt. Der kälteste Monat ist der Januar mit einer mittleren Temperatur von −1,0 °C.[11]Langjährige Mittelwerte weisen für Bern 83 Frosttage (Minimaltemperatur < 0 °C) und 18 Eistage (Maximaltemperatur < 0 °C) aus.
Mit im Durchschnitt 1638 Stunden Sonnenschein pro Jahr hat Bern im Vergleich zu anderen Messstationen im Mittelland der Deutschschweiz eine relativ hohe Besonnungsrate.
Die mittlere Windgeschwindigkeit belief sich in der Messperiode von 1981 bis 2000 auf 1,6 m/s, wobei Winde aus südwestlichen und nordöstlichen Richtungen (Bise) überwogen. Die höchsten mittleren Windgeschwindigkeiten werden bei Westwindlagen erreicht.[12]
|Bern 1981–2010|
|Klimadiagramm|

Monatliche Durchschnittstemperaturen und -niederschläge für Bern 1981–2010
Den Kern des Siedlungsgebietes bildet die Altstadt. Diese ist seit der napoleonischen Besetzung von 1798 in fünf mit Farbe bezeichnete Quartiere eingeteilt.[14] Im Norden stossen die Quartiere Breitenrain, Wankdorf und Lorraine ans Zentrum, im Osten die Schosshalde und im Süden das Kirchenfeld. Diese Stadtteile sind von der Altstadt über Hochbrücken (Lorrainebrücke, Kornhausbrücke, Nydeggbrücke, Kirchenfeldbrücke) erreichbar. Westlich der Aare grenzen die Stadtteile Länggasse (im Nordwesten) und Mattenhof-Weissenbühl (im Südwesten) an das Zentrum. Weiter im Westen befinden sich die Quartiere Bümplizund Bethlehem. Westlich von Bümpliz, das 1919 in die Stadt Bern eingemeindet wurde, erstreckt sich ein ländlich geprägtes Gebiet mit den Weilern Oberbottigen, Niederbottigen, Buch, Riedbach und Matzenried sowie einer Reihe von Hofgruppen und Einzelhöfen, die noch zur Gemeinde Bern gehören.
|Stadtteil||Quartiere||Fläche

(in ha)
|Einwohner[15]

(Ende 2014)
|I Innere Stadt||Rotes Quartier, Gelbes Quartier, Grünes Quartier, Weisses Quartier, Schwarzes Quartier (Mattequartier)||85||4435|
|II Länggasse-Felsenau||Engeried, Felsenau, Neufeld, Länggasse, Stadtbach, Muesmatt||1131||18’792|
|III Mattenhof-Weissenbühl||Holligen, Weissenstein, Mattenhof, Monbijou, Weissenbühl, Sandrain||698||30’517|
|IV Kirchenfeld-Schosshalde||Kirchenfeld, Gryphenhübeli, Brunnadern, Murifeld, Schosshalde, Beundenfeld||847||26’234|
|V Breitenrain-Lorraine||Altenberg, Spitalacker, Breitfeld, Breitenrain, Lorraine||382||25’076|
|VI Bümpliz-Oberbottigen||Bümpliz, Oberbottigen, Stöckacker, Bethlehem||2018||34’035|