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Städtische Hitzeinseln

Mit der globalen Erwärmung und dem Klimawandel sind langanhaltende und extreme Hitzewellen keine Seltenheit mehr. Städtische Hitzeinseln (engl. Urban Heat Islands, UHI) verstärken die Auswirkungen steigender Temperaturen in Städten im Sommer oder in warmen Regionen. Bewohner und Umwelt leiden unter den Folgen dieses Phänomens. Nachhaltige Stadtplanung birgt die Lösung zu dieser Herausforderung.

a street in a big city at sunset with skyscrapers in the back.
Melbourne, Australien. © Hendo Wang on Unsplash

Was ist der städtische Hitzeinseleffekt?

Vielleicht ist Ihnen schon einmal aufgefallen, dass sich die Luft beim Betreten eines Stadtgebiets plötzlich wärmer, ja sogar unangenehm heiß anfühlt. Dann haben Sie den städtischen Hitzeinseleffekt am eigenen Leib erlebt. Dieser Effekt entsteht, wenn natürliche Landflächen (z. B. Wiesen, Wälder, Seen, Flussufer usw.) durch die dicht versiegelte Oberfläche einer Stadt ersetzt werden. Straßen, Gebäude, Parkplätze, Bürgersteige und Baumaterialien absorbieren die Sonneneinstrahlung und damit Wärme. Außerdem wird verhindern, dass Regenwasser im Boden versickert. Folglich verdunstet das Regenwasser schnell von solchen Flächen, und ohne Pflanzen, die für Transpiration sorgen, tritt kein Kühleffekt ein.

The infographic is divided in two by a line of soil. Underneath the soil are pictured roots and water drops. Overneath are pictured the stern and leaves of a green plant and water drops around them. The graph shows how water is taken up by the roots from the soil, drawn up the stern into the leaves, and finally evaporates from the leaves into the air.
Wie funktioniert Transpiration? © MGI

Diese Faktoren führen dazu, dass die Temperatur in einem städtischen Gebiet erheblich höher ist als im ländlichen Raum, insbesondere im Sommer und in warmen Regionen. Es entstehen so genannte städtische Hitzeinseln. So ist beispielsweise die Temperatur in New York City im Sommer 4 °C höher als in den umliegenden ländlichen Gebieten. Dies mag als geringer Unterschied erscheinen, aber schon kleine Temperaturerhöhungen können negative Folgen für Mensch und Natur haben.

Hitze: Eine Gefahr für die Umwelt und unsere Gesundheit

Hitzeinseln erhöhen den Energieverbrauch

A nuclear energy plant at sunset exhausts big clouds of smoke into a cloudy grey sky.
Ein Atomkraftwerk bei Antwerpen, Belgien. © Mick Truyts on Unsplash

Hitzeinseln verstärken Hitzeperioden. Für jeden Temperaturanstieg um zwei Grad nimmt auch der Strombedarf für Klimaanlagen um 1-9 % zu, laut der United States Environmental Protection Agency.

Dies ist nicht nur problematisch, da es damit bei extremen Hitzeereignissen zu Stromengpässen, Stromausfällen und erhöhten Stromkosten kommen kann. Mehr Strombedarf bedeuten auch einen höheren Ressourcenverbrauch durch die Energieerzeugung. Da der Anteil fossiler Brennstoffe an der Energieerzeugung nach wie vor hoch ist, führt eine Zunahme des Stromverbrauchs zwangsläufig zu einem erhöhten Anteil von Schadstoffen und Treibhausgasen in der Luft.

Erhöhte Luftverschmutzung schadet Mensch und Umwelt

Diese Emissionen tragen nicht nur zur globalen Erwärmung bei, sondern sind auch eine Gefahr für die menschliche Gesundheit und die Artenvielfalt. Luftschadstoffe spielen eine Rolle bei der Bildung von bodennahem Ozon, Feinstaub (PM10 und PM2,5) und saurem Regen. Insbesondere die Bildung von bodennahem Ozon wird durch den städtischen Hitzeinseleffekt beschleunigt.

Die gesundheitlichen Auswirkungen von Luftverschmutzung. © MGI

Dehydrierung, Hitzeerschöpfung und hitzebedingter Tod

Mit dem Klimawandel werden Hitzewellen voraussichtlich zunehmen. Städtische Hitzeinseln verschärfen die Auswirkungen Hitzeperioden. Infolgedessen wird die Hitze in den Städten noch extremer in der Zukunft. Die Bevölkerung leidet während Hitzewellen vermehrt an Dehydrierung, Hitzeerschöpfung, Hitzekrämpfen oder Herzinfarkten. – Alles Zustände, die potenziell lebensbedrohlich sind. Insbesondere ältere Menschen, Kinder, Kranke und Obdachlose sind einem erhöhten Risiko ausgesetzt.

Aber auch die Umwelt leidet unter der extremen Hitze. Dürren und Wasserknappheit sind für die in der Stadt lebenden Pflanzen und Tiere ebenso gefährlich wie für die Menschen. Außerdem können schon gering steigende Wassertemperaturen das Wachstum und die Vermehrung von Bakterien, Algen und anderen Arten beschleunigen. Dies führt nicht nur zu einer Verschlechterung der Trinkwasserqualität, sondern kann sogar tödlich für Wasserlebewesen sein.

Wie städtische Hitzeinseln entgegengewirkt werden kann

Hitze und Trockenheit werden zu einer dringenden Herausforderung für Städte. Glücklicherweise sind die Methoden, um Hitzeinseln entgegenzuwirken, nicht allzu kompliziert.

1. Messung von Temperaturänderungen und Hot Spots

Um wirksame Maßnahmen gegen Inseln zu ergreifen, ist es unerlässlich, zunächst herauszufinden, wie sich die Temperaturen in der Stadt verändern und wo sich die problematischen Gebiete befinden. Programme zu hochpräziser Datenerfassung oder Satellitendaten können für diesen ersten Schritt nützlich sein.

2. Blau-grüne Infrastruktur einbeziehen

Blick auf einen urbanen Dachgarten. © CHUTTERSNAP on Unsplash

Nach der Ermittlung der städtischen Gebiete, in denen die Hitzeinseleffekte am größten sind, sollte in diesen Gebieten grüne Infrastruktur geschaffen werden. Bäume und Pflanzen spenden Schatten und reinigen die Luft. Am besten sind einheimische, trockenheitstolerante Schattenbäume und kleinere Pflanzen wie Sträucher, Gräser und Bodendecker.  Parks mit Grünflächen und renaturierten Flussufern bieten Lebensraum für Insekten und andere Wildtiere. Außerdem absorbieren sie das Regenwasser im Boden. Dies verhindert Überschwemmungen und erleichtert die langsame Verdunstung, was eine kühlende Wirkung hat.

Kleine Anstrengungen zählen
Ein begrüntes Gebäude in Singapur. © Lily Banse on Unsplash

Grüne Maßnahmen müssen nicht immer im großen Stil umgesetzt werden. Auch kleine, naturnahe Lösungen wirken sich positiv aus und lassen sich leicht in Gras- oder Brachflächen, leere Bauplätze und Straßenbegleitgrün integrieren. Statt die Oberfläche eines Parkplatzes mit Asphalt zu versiegeln, ist zum Beispiel ein halbdurchlässiges Pflaster eine umweltfreundliche und einfache Alternative. Dächer und Fassaden von Gebäuden können als urbane Gärten und kleine Grünflächen dienen und die Stadt optisch ansprechender machen. Eine Alternative zu Dachgärten sind kühle Dächer, die aus Materialien oder Beschichtungen bestehen, die Sonnenlicht und Wärme reflektieren, anstatt sie zu absorbieren.

Den Wandel strukturell gestalten

Um der städtischen Hitzeinsel wirksam vorzubeugen, sollten blau-grüne Infrastrukturen und naturbasierte Lösungen in die Stadtplanungsstrategie und den Bau künftiger städtischer Gebiete einbezogen werden. Anstatt nur auf die Auswirkungen des Klimawandels zu reagieren, können Städte so ihren negativen Einfluss auf die Umwelt mindern und gegenüber den Folgen des Klimawandels resilient werden.

3. Den Erfolg messen

Neben einer guten Planung ist die Messung der Auswirkungen von grüner Infrastruktur und naturbasierten Lösungen der Schlüssel zu einer erfolgreichen grünen Transformation der Städte. Zu wissen, welche Maßnahmen wirklich wirksam sind und welche nicht, erleichtert die Entwicklung von maßgeschneiderten Lösungen mit einem guten Kosten- Nutzen-Verhältnis. Das Handbuch für Praktiker und Methoden zur Bewertung der Auswirkungen von naturbasierten Lösungen kann dabei nützlich sein.

Positive Auswirkungen grüner Infrastruktur

Zusammengefasst liegen die positiven Auswirkungen grüner Infrastruktur im so genannten Schwammstadteffekt (engl. Sponge City Effect). So genannte Schwammstädte wirken den Auswirkungen von Hitzeinseln entgegen, bzw. vermeiden diese. Sie weißen deshalb folgende wichtige positive Eigenschaften für Mensch und Umwelt auf:

Positive Aspekte von Schwammstädten. © MGI

Mehr zu naturbasierten Lösungen

  • Wenn Sie mehr über die Bedeutung, Umsetzung und Messung naturbasierter Lösungen erfahren möchten, werfen Sie einen Blick in die Präsentationsfolien des letzten MGI-Webinar.
  • Wenn Sie Interesse an einem eigenen Dachgarten haben, könnte diese Schritt-für-Schritt-Anleitung des City Lab Kochi Team hilfreich sei.
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