Stadtklima: Was sind urbane Hitzeinseln?

Urbane Hitzeinseln sind auf dem Vormarsch. Im Sommer 2003 erlebte Europa eine Hitzewelle, die historische Temperaturen erreichte. Von Juni bis Mitte August stiegen die Temperaturen von Nordspanien bis zur Tschechischen Republik und von Deutschland bis Italien um 20 bis 30% über den Durchschnitt dieser Jahreszeit und erreichten bis zu 40°C.

Auch bekannt unter dem Namen städtische Wärmeinseln, wirft dieses urbane Phänom die Frage klima-resilienter Städte und dessen Stadtklima auf.

Laut Britannica verursachte diese Hitzewelle, die durch ein Antizyklon (ein Phänomen, das Regen verhinderte) ausgelöst wurde, den Tod von 30.000 Menschen auf dem ganzen Kontinent: mehr als 14.000 in Frankreich.

Im Jahr 2007 wurde jedoch ein signifikanter Unterschied zur Zahl von 2003 festgestellt; in Frankreich wurden 19.490 Todesfälle mit hitzebedingten Ursachen gemeldet. Dies entspricht einem Anstieg der Todesfälle von fast 30% innerhalb von vier Jahren.

Dieses Phänomen lenkte die Aufmerksamkeit auf die Auswirkungen des Klimawandels und die Folgen der hohen Temperaturen für die Bevölkerung in den Städten. Es alarmierte über die Hitzekonzentration in städtischen Gebieten und machte die Unzulänglichkeiten sichtbar, die im Umgang mit Hitzeinseln bestehen.

Was sind urbane Hitzeinseln?

Eine urbane Hitzeinsel (UHI) ist ein städtisches Gebiet, in der die Temperaturen höher sind als in den umliegenden ländlichen Flächen. Sie wird hauptsächlich in großen und dicht besiedelten Städten erzeugt, in denen es an Grünflächen mangelt. Die Konzentration menschlicher Aktivitäten, des Verkehrs und der in Gebäuden und Häusern genutzten elektrischen Energie erzeugt Wärme, die von Oberflächen wie Beton abprallt und den Wärmeinseleffekt verursacht. Er kann auf verschiedenen Skalen auftreten. Von kleinen Ebenen in Form von Stadtvierteln bis hin zu Ballungsgebieten.

Warum gibt es urbane Hitzeinseln?

Die wichtigsten Faktoren, die zu urbanen Hitzeinseln führen, sind die folgenden:

Stadtlandschaft von Paris, grau-silberne Häuserdächer, bewäktes Wetter, endlose Urbanisierung bis zum Horizont
Endlos zieht sich die Stadt. Die starke Urbanisierung von Paris hat Einfluss auf das Stadtklima. (Urbanauth / 2020)
  • Unzureichende Grün- oder Naturflächen in den Städten, wie z.B. Bäume, Vegetation, Flüsse oder Gewässer. Diese absorbieren die durch Transport oder elektrische Energie verbreiteten Wärme und tragen zusätzlich zur Reinigung der Luft bei.
  • Übermäßige Verwendung von Baumaterialien, ohne Berücksichtigung ihrer Eigenschaften haben Auswirkungen auf das Stadtklima. Zum einen betrifft dies reflektierende Materialien wie Glas und Stahl, welche Wärme abprallen lassen und die Außenumgebung sättigen. Zum an deren Asphalt und Beton, welche die Wärme vorübergehend speichern und dann wieder an ihre Umgebung wiedergeben. Dies steht im Gegensatz zu Grünflächen und Gewässern, welche Wärme absorbieren.
  • Die Gestalt der Stadt:
    Die Verbindung zwischen Stadtplanung und Klimawandel ist neueren Datums. Doch die Auswirkungen, die die Urbanisierung auf die natürliche Umwelt haben kann, sind beeindruckend. So wird zum Beispiel eine Stadt mit wenigen offenen Flächen oder mit hohen, nahe beieinander liegenden Gebäuden, die ohne menschliches Maßstabsdenken entworfen wurden, wird den Durchgang des Windes kanalisieren und die Wärme konzentrieren.
  • Menschliche Aktivitäten, die den Gebrauch von Kraftfahrzeugen, Klimaanlagen oder elektrischer Energie beinhalten. Die Industrie ist eine der Aktivitäten, die den höchsten Prozentsatz an umweltschädlichen Gasen und Temperaturerhöhungen erzeugt.

Was sind die Auswirkungen von urbanen Hitzeinseln?

  • Erhöhter Energieverbrauch, der ebenfalls eine Ursache ist. Bei höheren Temperaturen, einem stärkeren Einsatz von Klimaanlagen oder Reisen in geschlossenen Fahrzeugen, erzeugen wiederum mehr Wärme.
  • Gesundheitsschäden: Hohe Temperaturen während des Tages können Atemwegserkrankungen, Krämpfe, Müdigkeit und sogar Herzinfarkte verursachen. Nachts beeinträchtigt die Hitze die Ruhe der Menschen und erzeugt Stress (Panamerikanische Gesundheitsorganisation). So wurden beispielsweise in der mexikanischen Stadt Mexicali in den ersten 15 Tagen des Monats Juni 2019 81 temperaturbedingte Todesfälle registriert. Diese Stadt erreicht im Sommer bis zu 50 °C, wobei ältere Menschen, Kinder und Menschen in Armut am stärksten gefährdet sind.
  • Schädigung der Wasserqualität, die wiederum die Stoffwechsel-, Fortpflanzungs- und Ernährungsprozesse der in Warmwasserkörpern lebenden Wasserlebewesen verändert
  • Veränderungen der Tierwelt: ihre Nahrung kann reduziert werden, ihre Zufluchtsorte können zerstört oder verbrannt werden, was sie dazu veranlasst, neue Gebiete zu suchen. Die Veränderung der Ökosysteme hat dabei tief greifende, langfristige Auswirkungen auf unsere Umwelt.
Fluss Seine Paris Frankreich, Flusswehr mit Haussmannischen Fassaden, Herbstwetter ohne Wolken, Wasserfarbe grün bis dunkelgrün bei Schatten.
Gewässer und Grünflächen wirken als natürliche Gegenmaßnahmen zu urbanen Hitzeinseln. (Urbanauth / 2020)

Urbanen Hitzeinseln entgegenwirken: So machen es verschiedene Großstädte!

Nach den durch die Hitzewelle 2003 verursachten Todesfällen setzte sich Paris das Ziel, bis 2020 20.000 neue Bäume zu pflanzen. Bis 2015 wurden etwa 62 Hektar Naturgebiete und 4,7 Hektar begrünte Dächer gebaut. Bis 2020 sollen weitere 100 Hektar begrünte Dächer geschaffen werden, die auch als Stadtgärten dienen sollen.

Darüber hinaus verfügt die Stadt über einen Klimaaktionsplan, in dem sie Ziele und Maßnahmen zur Senkung der Temperaturen und zur Erhöhung ihrer Widerstandsfähigkeit festlegt. Der Plan enthält Anreize für die Bürger, mehr Bäume in den Straßen und im öffentlichen Raum zu pflanzen und so grünere Gemeinden zu schaffen.

In Stuttgart, Deutschland, wurde 2008 ein Klimaatlas für 179 Dörfer in der Region erstellt. In diesem Planungsinstrument wurden Maßnahmen vorgeschlagen, um den Risiken, die sich aus den Auswirkungen des Klimawandels ergeben, entgegenzuwirken.

Das Gebiet, welches in einem Tal mit erheblicher Automobilaktivität liegt, leidet unter der Konzentration von Treibhausgasen, Feinstaubpartikeln und hohe Temperaturen. In diesem Atlas ist auch eine Klimabroschüre für die Stadtentwicklung enthalten, die Richtlinien diktiert, um sicherzustellen, dass die Städte grüne Korridore haben, die von Vegetation umgeben sind und in denen die Gebiets-spezifischen Eigenschaften ausgenutzt werden, um die vorherrschenden Winde zu nutzen.

In New York wurde eine einfachere Maßnahme angewandt. Im Jahr 2010 arbeiteten rund 1.600 Freiwillige auf fast 1 Million Quadratmetern Dachfläche im Rahmen einer Initiative namens New York Cool Roofs. Die von der Stadt geförderte Initiative besteht darin, die Dächer weiß zu streichen, um die Hitze zu reflektieren und sie in den Innenräumen zu vermeiden und den Einsatz von Klimaanlagen zu reduzieren. So soll diese Maßnahme spart ungefähr 2.282 Tonnen CO2 pro Jahr ein.

What helps against Urban Heat Islands? Ecological neighborhoods are conceived to make cities more climate resilient. Using solar energy, special building materials and Data, it is tried to conceive the cities of tomorrow.
Ecodistrict in Paris: mixed-use development, which integrates vegetation and energy efficiency and sustainability practices. (Symbolic photo / Urbanauth / 2020)

Mit grüner Infrastruktur gegen urbane Hitzeinseln

Andere in Städten anwendbare Maßnahmen werden als grüne Infrastruktur bezeichnet. Begrünte Dächer und Vegetation sind ein Teil davon. Dabei handelt es sich um eine Art von Infrastruktur, die natürliche Systeme zur Verbesserung der Umweltqualität nutzt, was auch dem kulturellen, wirtschaftlichen und sozialen Sektor zugute kommt.

Die folgende Tabelle zeigt eine Liste von Elementen, die in Städten zur Verringerung des Wärmeinseleffekts und zur Wiederherstellung der Umwelt einbezogen, verstärkt oder interveniert werden können:

Based on the “Green Infrastructure Design Guide for Mexican Municipalities” by the Municipal Planning Institute of Hermosillo (2017)

Ein Gedanke zum Abschluss

Der Klimawandel ist eine der Krisen, mit denen wir konfrontiert sind. Seine Auswirkungen akzentuieren oder lassen uns falsch entwickelte Praktiken erkennen, und die integrale Planung von Städten gewinnt noch mehr an Bedeutung, um das Leben der Menschen zu schützen. Bürgerbeteiligung und multidisziplinäre Visionen sind Komponenten, die in der Stadtplanung Priorität haben müssen, um den Kontext und die tatsächlichen Bedürfnisse einer Landschaft zu verstehen. Städte müssen aufhören, in Serie, ohne Planung und ohne Natur zu existieren, da sie ansonsten zu tödlichen Risikogebieten werden.

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