Wenn Hitze zur Bedrohung wird
21 / 02 / 22 - 6 minute read
Im vergangenen Juli erreichten die Temperaturen in Al-Jahra ein Extrem von 53,5°C. Die nordkuwaitische Stadt wurde damit zum wärmsten Ort der Erde, wärmer als die Nachbarstädte im Irak und Iran, in denen 51°C gemessen wurden
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Wenn sich die Situation nicht bald verändert, könnten diese extremen Temperaturen der Beginn einer weltweiten Hitzewelle sein, die sprichwörtlich zur Hitzehölle für zahlreiche Städte auf der Welt und ihre Einwohner werden könnte.
Der Temperaturanstieg in Städten beeinträchtigt laut einer Studie der US-Umweltschutzbehörde zugleich Gesundheit und Wohlbefinden der Menschen. Laut einer Untersuchung der Internationalen Arbeitsorganisation (IAO) verringert übermäßige Hitze zudem die Produktivität der Arbeiternehmer und bremst dadurch die wirtschaftliche Entwicklung. Hitze kann Krankheiten verursachen und ist zum Teil sogar lebensbedrohend. Weltweit verursachen Hitzewellen jedes Jahr mehr Todesfälle als andere wetterbedingte Naturkatastrophen wie Überschwemmungen, Tornados oder Wirbelstürme. Übergroße Hitze jedenfalls kann tödlich sein. Entweder direkt durch einen Hitzschlag oder indirekt durch ein erhöhtes Herzinfarkt- oder Schlaganfallrisiko.
Steigende Temperaturen in Städten wirken sich nicht auf alle Menschen gleich aus. Verarmte Menschen sind durch Hitzewellen besonders gefährdet. Entweder weil sie auf der Straße leben oder der Schutz in ihren Behausungen geringer ist. Wer in oberen Stockwerken bzw. direkt unter dem Dach wohnt, im Freien arbeitet und keine Klimaanlage hat, unterliegt ebenfalls einem erhöhten Risiko. Dasselbe gilt für besonders alte und junge Menschen und jene, die gesundheitlich angeschlagen sind oder an chronischen Erkrankungen wie Herzkrankheiten oder Adipositas leiden. So eine aktuelle Studie von Shilu Tong, Professor für Epidemiologie am Department of Clinical Epidemiology and Biostatistics und seinen Kollegen von der Shanghai Jiao Tong University in China.
Wärmeinseln in den Städten
Die fortschreitende Urbanisierung ist ein wesentlicher Faktor, der solch drohende Temperaturkatastrophen zusätzlich befeuert. Insbesondere im südlichen Afrika unterhalb der Sahara sowie in Südostasien flüchten Menschen vermehrt in die Städte. Urbanisierung ist ein weltweiter Trend, der ungebremst weitergeht. Nach Angaben der Vereinten Nationen werden bis 2050 68 % der Weltbevölkerung in städtischen Regionen leben (noch 2018 waren es nur 55 %).
Die durchschnittliche Lufttemperatur in einer Großstadt wie London kann zwischen 4 °C und 10 °C höher liegen als in den umliegenden Vorstädten und in ländlichen Regionen. Warum aber ist es in solchen Regionen mit dichter Bebauung deutlich wärmer? Städte speichern schlichtweg erheblich mehr Wärme. Herkömmliche Baumaterialien wie Metall, Beton und Ziegel sind zugleich Isolationsmaterialien, die die Sonneneinstrahlung aufnehmen und speichern. Diese Wärme kann nirgendwohin ausweichen und verbleibt sozusagen innerhalb bzw. zwischen einzelnen Gebäuden. Dadurch entstehen Sektoren mit erhöhter Temperatur oder sog. Wärmeinseleffekte (UHIs, Urban Heat Islands).
Dieser Wärmeinseleffekt ist in allen Städten weltweit zu beobachten. Typischerweise entstehen sie dort, wo sich asphaltierte Straßen, geteerte bzw. andere harte, dunkle Oberflächen häufen. Darüber hinaus schränkt ein Mangel an Grünflächen die sog. Evapotranspiration ein. Dies bezeichnet in der Meteorologie die Summe aus Transpiration und Evaporation, also eine kühlende Wirkung, die aus der Verdunstung von Wasser aus Tier- und Pflanzenwelt sowie von Boden- und Wasseroberflächen herrührt.
Zusätzlich setzen menschliche Aktivitäten wie Transport, Beleuchtung und Klimatisierung Wärme frei, die anschließend gewissermaßen zementiert wird.
Auch das Aufdrehen der Klimaanlage ist zwecklos: Die durch elektrische Ventilatoren und Klimaanlagen erzeugte Energie trägt letztlich zu einer noch aufgeheizteren Wärmeinsel bei. Ein Teufelskreis entsteht. Solche UHIs sind zudem „nachtaktiv“. Gebäude, Gehwege und Parkplätze verhindern, dass die vom Boden kommende Wärme in den kühlen Nachthimmel aufsteigen kann. Die Wärme verbleibt also in den unteren Sphären.
Die durchschnittliche Lufttemperatur in einer Großstadt wie London kann zwischen 4 °C und 10 °C höher liegen als in den umliegenden Vorstädten und in ländlichen Regionen.
Reduzierung und Angleichung können Leben retten
Laut Eunice Lo von der Universität in Bristol könnte die Reduzierung der Treibhausgasemissionen und die Erreichung des 1,5-Grad-Ziels in Extremphasen Hunderte bis Tausende von hitzebedingten Todesfällen pro Jahr in jeder US-amerikanischen Stadt verhindern. In der Grafik zu sehen sind die sog. 1-in-30-Jahren-Hitzetoten in den untersuchten Städten (äußerer Kreis) beim 3°C-Szenario und die Differenz der Todesfälle zwischen 1,5°C und 3°C (innerer Kreis)
und 2°C und 3°C (innerster Kreis). Die größeren Kreise weisen auf eine höhere Anzahl von Todesfällen hin. (https://bit.ly/EuniceLo)
Urbanisierung bedeutet, natürlichen Grund und Boden in bebaute Strukturen umzuwandeln. Dadurch wird die thermische Dynamik der unmittelbaren Umgebung verändert.
Henry Ibitolu
Ist eine Abkühlung möglich?
Wärmeinseln stellen den Menschen vor enorme Herausforderungen, bestätigt auch Henry Ibitolu, Doktorand im Bereich Future Cities Engineering an den Universitäten Edinburgh und Glasgow. Kernthema seiner Doktorarbeit ist der Versuch einer Abschwächung von UHI-Effekten sowie die nachhaltige und energieeffiziente Stadt der Zukunft.
„Urbanisierung bedeutet zum einen, dass natürliche Oberflächen in bebaute Strukturen umgewandelt werden, die die thermische Dynamik der unmittelbaren Umgebung verändern. Zum anderen bedeutet Urbanisierung in der Regel Verdichtung. Die Anzahl der Bewohner von Bauwerken wird erhöht, ohne eine Erweiterung der Grundfläche. Diese Entwicklung ist insbesondere in stark wachsenden Städten zu beobachten. Um die hohe Nachfrage nach Wohnraum zu decken, werden zunehmend Vorstadtbehausungen durch Doppelhäuser oder flache Wohnblocks ersetzt.“
Wie also können wir die Temperatur in den Städten senken? „Die meisten Städte sind bereits bebaut. Die urbane Geometrie können wir somit nicht mehr entscheidend verändern“, weiß Ibitolu. Darüber hinaus ist eine Erweiterung der Grünflächen aufgrund des begrenzten Angebots an Flächen selten umsetzbar. Trotzdem gibt es einige Lösungsmöglichkeiten. Zum Beispiel der Einsatz hellerer Materialien bzw. reflektierender Beschichtungen. Auf diese Weise wird mehr Sonnenlicht reflektiert und damit weniger Wärme absorbiert. Geweißelter Asphalt oder ebenfalls geweißelte Dächer könnten Abhilfe schaffen.
„Auch ein Blick in die Vergangenheit liefert Lösungsansätze für die Zukunft“, erklärt Ibitolu. „Über Jahrhunderte setzten Architekten und Bauherren in früheren Zeiten auf die thermische Effizienz von Lehmmaterialien (z.B. Lehmziegel und Stampflehm). Diese Erdmaterialien haben herausragende thermische Eigenschaften und stellen eine kohlenstoffarme Alternative zum konventionellen Zementbau dar.“
Können Zementbaustoffe durch thermisch massive Lehmbaustoffe ersetzt werden? Genau dieser Frage geht Ibitolu im Rahmen seiner Doktorarbeit nach und hat herausgefunden, dass auf diese Weise tatsächlich UHI-Effekte abgeschwächt werden können und somit eine energieintensive Klimatisierung zum Teil ersetzen werden kann.
Die Erweiterung durch entsprechende Außenfassaden kann die Wärme- und Energieeffizienz in Innenräumen verbessern. Auch der Bau von Gründächern bzw. generell die Erhöhung der Grünbepflanzungen in einer Stadt tragen dazu bei, Kohlendioxid zu absorbieren und Temperaturen zu senken. Es ist kein Geheimnis, dass Bäume besonders in den Sommermonaten wohltuenden, kühlenden Schatten spenden. Auch unterschiedliche Gebäudehöhen können durch eine erhöhte Luftzirkulation einen kühlenden Effekt haben.
Nachhaltige Städte sind unsere Zukunft
Somit steht fest: Ja, durch eine entsprechende Stadtplanung, zielführende Investitionen und konsequente Handlungen seitens von Architekten und Immobilienwirtschaft können die drohenden Temperaturanstiege in unseren Städten zumindest eingedämmt werden.
Ibitolu fordert Architekten und Stadtplaner auf, zukünftig beim Bau von Gebäuden stärker auf Energieeffizienz zu achten und fährt fort: „Vor jedem Bau sollte der Einfluss auf das städtische Mikroklima untersucht werden. Jeder Beteiligte sollte beim Bauen die Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen vor Augen haben und daran mitwirken, zukünftig nachhaltige Städte für alle entstehen zu lassen.“
Die UN-Klimakonferenz COP26 bestätigte nochmals die Ziele des Pariser Abkommens und die Verpflichtung zur Senkung von Emissionen, um die globale Erwärmung auf unter 1,5 ° C zu begrenzen. Laut Eunice Lo von der Universität in Bristol könnte die Reduzierung der Treibhausgasemissionen und die Erreichung des 1,5-Grad-Ziels in Extremphasen Hunderte bis Tausende von hitzebedingten Todesfällen pro Jahr in jeder US-amerikanischen Stadt verhindern.
Durch die Planung einer effizienteren Infrastruktur und Investitionen in zukunftssichere Gebäude können Städte die schlimmsten Auswirkungen drohender Temperaturanstiege begrenzen, ihren CO2-Fußabdruck senken und dem weltweiten Klimawandel entgegentreten. Die Lösungsansätze liegen auf dem Tisch. Jetzt geht es darum zu handeln.
Das Erreichen eines Schwellenwerts von 1,5 °C könnte in den nächsten 30 Jahren zwischen 110 und 2.720 hitzebedingte Todesfälle pro US-amerikanischer Stadt verhindern.
Eunce Lo, Klimaforscher, University of Bristol
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