Hitzewellen in großen Städten

Abb. 1: Städtische Wärmeinsel in New York City an einem heißen Sommertag. Der Temperaturunterschied zum Umland beträgt 4 °C.

Abb. 2: Trends der höchsten Jahrestemperatur in großen Städten ab 5 Mio. Einwohnern in °C pro Jahrzehnt für die beiden Perioden 1966-2015 und 1986-2015

Als große Städte werden hier Städte mit einer Mio. Einwohnern und mehr verstanden. Im Fokus stehen Megastädte, in denen mindestens 10 Mio. Einwohner leben. Gegenwärtig gibt es weltweit etwa 33 Megastädte, die vor allem in Asien liegen und rd. 529 Mio. Menschen bzw. 6,9 % der globalen Bevölkerung umfassen. Dieser Anteil wird nach Schätzungen der UN bis 2030 auf 8,8 % steigen, wobei die Bevölkerungszunahme vor allem in Asien und Afrika stattfinden wird. Zahlreiche große Städte liegen in Küstennähe und sind schon deshalb durch Extremereignisse wie Hochwasser, Sturmfluten und Hurrikane bedroht. Hinzu kommen die Ausbildung städtischer Wärmeinseln und die dadurch bedingte intensivere Ausprägung von Hitzewellen im Vergleich zum Umland durch die dichte Bebauung und höhere Bodenversiegelung. Durch Extremereignisse besteht nicht nur ein hohes Risiko für Leib und Leben der Bewohner, sondern auch die Gefahr der Vernichtung großer Vermögenswerte, da in großen Städten wichtige Umschlagplätze für zahlreiche Güter, große Industrie- und Infrastrukturanlagen und Gebäude angesiedelt sind. Zu den 20 am meisten durch den Klimawandel gefährdeten Städten weltweit in Bezug auf Menschen und Vermögenswerte zählen Mumbai, Guangzhou, Shanghai, Bangkok, Alexandria, New York u.a. Nimmt man nur die Vermögenswerte als Kriterium, stehen Städte wie Miami, New York, Tokio, New Orleans, Guangzhou und Shanghai ganz oben auf der Gefährdungsliste. Dreiviertel der globalen städtischen Bevölkerung und die meisten der großen Städte befinden sich in Staaten mit niedrigem und mittlerem Einkommen. Die meisten Todesopfer durch extreme Wetterereignisse gibt es ebenfalls in Ländern mit niedrigem Einkommen. Dagegen sind die ökonomischen Verluste in reichen Ländern am höchsten.

Das Stadtklima unterscheidet sich deutlich vom Klima des Umlands, was nicht nur die Lufttemperatur, sondern auch Luftfeuchtigkeit, Strahlung und Wind betrifft. Ein typisches Merkmal des Stadtklimas ist die Ausbildung städtischer Wärmeinseln (Abb. 1). Sie sind durch den Temperaturunterschied zwi­schen der Stadt und ihrem Umland charakterisiert. Die Gründe für die höheren Temperaturen in Stadtgebieten liegen zum einen in der Speicherung von Wärme durch städtische Gebäude, die vor allem nachts wieder abgegeben wird, und der geringeren Durchlüftung im Vergleich zum Umland, die zu Staueffekten von warmer Luft führt. Eine weitere wichtige Ursache ist die Bodenversiegelung mit Asphalt und Beton für Verkehrs- und andere Infrastrukturanlagen. Deren Oberflächen wandeln die einfallende Sonnenstrahlung in Wärmestrahlung um und nehmen so gut wie keine Feuchtigkeit auf. Niederschläge werden nur begrenzt vom Boden und Vegetation aufgenommen und fließen über die Kanalisation schnell ab. Dadurch kommt es kaum zur Verdunstung, und die daraus resultierenden Abkühlungseffekte bleiben aus. Meteorologische Voraussetzungen sind ein sonnenscheinreicher Tag und ein schwacher Wind mit weniger als 3 m/s. Die Differenz zum Umland kann in großen Städten bis zu 10 Kelvin betragen. Im Tagesablauf sind die städtischen Wärmeinseln besonders abends und nachts ausgeprägt. Städtische Wärmeinseln und Hitzewellen stehen in einem Wechselverhältnis und verstärken sich gegenseitig.

Eine Untersuchung über die Veränderung der höchsten Jahrestemperaturen in den letzten 50 und 30 Jahren in verschiedenen Regionen der globalen Landoberfläche und in großen Städten ab 5 Mio. Einwohnern, kommt zu dem Ergebnis, dass die sehr hohen Temperaturen in großen Städten sich deutlich stärker erhöht haben als in den Regionen, in denen sie sich befinden (Abb. 2). Im globalen Mittel stiegen die höchsten Jahrestemperaturen im Zeitraum 1966-2015 um 0,19 °C pro Jahrzehnt an und in den Jahren von 1986 bis 2015 um 0,25 °C/Jahrzehnt. Die großen Städte hatten in den meisten Fällen deutlich höhere Anstiegsraten. Besonders auffällig sind Paris mit 0,96 °C/Jahrzehnt 1966-2015 (das würde auf 100 Jahre umgerechnet eine Zunahme der höchsten Jahrestemperatur um fast 10 °C bedeuten!) sowie Houston und Moskau mit 0,99 bzw. 0,92 °C/Jahrzehnt 1986-2015. Als eine wichtige Ursache werden der städtische Wärmeinsel-Effekt und seine Verstärkung durch den Klimawandel angenommen.

Lizenzhinweis

Kontakt: Dieter Kasang