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Wetter der Zukunft: Städte werden immer heißer

Städte sind wärmer als das Umland und von Hitzewellen besonders betroffen. Forscher berechnen nun, wie warm es in Zukunft wirklich wird - und was man dagegen tun kann.
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Schon jetzt kann es in Städten bis zu zehn Grad wärmer als im ländlichen Umland sein. Bebaute Orte sind Wärmeinseln, was wir besonders nachts spüren – der Beton der Häuser, Straßen oder Schottersteine in den Vorgärten saugen tagsüber die Sonnenhitze auf und speichern sie wie ein thermischer Akku. Nachts geben sie die Wärme dann wieder ab. Und so folgen auf Tagen mit Gluthitze auch noch Tropennächte, in denen kaum mehr an Schlaf zu denken ist.

Wie viele schweißtreibende Hitzetage oder -nächte es zukünftig gibt, berechnen Wissenschaftler – oft bis auf den Kiez oder Häuserblock genau. So wird es nach Angaben des Umweltbundesamts in Berlin bald so warm, dass eines Tages im Jahr 2100 auch in der Hauptstadt ein Klima herrscht, das etwa dem derzeitigen des südfranzösischen Toulouse entspricht. Dabei steigt nicht nur die Durchschnittstemperatur um einige Grad an. Die heißen Tage werden durch den Klimawandel fünfmal häufiger.

Nächtliche Partygänger oder Chiller im Park mögen es vielleicht gern warm: Aber die so genannten Tropennächte, in denen die Temperatur nicht unter 20 Grad Celsius sinkt, sind gesundheitsgefährdend. Denn nicht nur die Gluthitze am Tag macht dem Körper zu schaffen, sondern auch die Nächte, in denen er sich nicht mehr abkühlt, weil nachts keine frische Luft durchs offene Fenster weht. In Berlin passiert das etwa in fünf Nächten pro Jahr. Bis 2100 verdoppeln sich die Tropennächte bis auf zehn – im Durchschnitt. Im Rekordsommer 2018 gab es von diesen oft schlaflosen Nächten in Berlin sogar 22.

Heißes Pflaster

Dabei heizt sich nicht jeder Kiez gleich stark auf. Denn die Wärmeinseln einer Stadt bilden keine einheitliche, in sich geschlossene Zone, sondern eher ein kleinteiliges Mosaik je nach Viertel und je nach Bebauung, Grün- oder Wasserflächen mit jeweils eigenen Mikroklimaten.

Wie warm es in den einzelnen Kiez-Klimazonen Berlins wird, kann man bis auf zehn Meter genau im Berliner Umweltatlas nachlesen. Manchmal entscheidet schon die richtige Straßenseite über die klimatisch bessere Wohnqualität. So liegt in Reinickendorf am Eichenborndamm ein in Hellgrün eingezeichneter thermisch günstiger Wohnbereich auf der einen und ein dunkelroter ungünstiger auf der anderen Straßenseite. In der Planungshinweiskarte Stadtklima sind die thermisch belasteten Zonen eingezeichnet. Sie zeigen, wo es in der Hauptstadt um 14 Uhr die wärmsten Tage oder um 4 Uhr die kühlsten Nächte gibt.

Diesen schon sehr genauen Datenbestand will Professor Dieter Scherer von der Universität Berlin noch viel besser machen. Der Klimatologe ist Projektkoordinator für »Stadtwandel im Klima« – Urban Climate Under Change [UC]2. Eine Maßnahme, die sich das BMFT 13 Millionen Euro kosten lässt und auch Luftschadstoffe mit berücksichtigt. Ein Beispiel, warum er mehr Daten sammelt, ist laut Scherer der unvollständig erfasste Baumbestand. So werden bislang in den Klimamodellen nur öffentliche Bäume berücksichtigt.

Guter Baum – böser Baum

Aber jeder Baum zählt, daher sucht er unter anderem nach Methoden, auch alle privaten großen Gehölze aufzufinden. Hinzu kommt: Nicht jedes Stadtgrün ist uneingeschränkt positiv. Bäume in einer Straße können den Durchzug von frischer Luft behindern. Und je genauer die Datengrundlage, desto besser ist sein Modell, mit dem er und das Forscherteam eben auch zukünftige Baumaßnahmen auf ihren kühlenden oder aufheizenden Effekt berechnen wollen – und zwar aufgelöst für jedes einzelne Gebäude, teilweise bis auf den Meter genau.

Um dieses Ziel zu erreichen, hat er mit großem Aufwand die Wetterdaten in Berlin, Hamburg und Stuttgart neu erfasst. Denn feste meteorologische Messstationen am Boden, an Masten oder Fassaden sind meist kaum in der Lage, auch die relevanten klimatischen Nuancen zu erfassen. Also fuhren die Forschenden auch schon mal mit dem Rad durch die Viertel, um die Klimadaten auf Kopfhöhe zu vermessen. Für Daten in der Höhe schwirrten Multikopterdrohnen umher und maßen fliegend auch Parameter wie Luftfeuchte und Temperatur, Windgeschwindigkeit und Feinstaubkonzentrationen.

Das Ziel dahinter ist, atmosphärische Prozesse sehr genau zu simulieren und vorherzusagen. So genau, dass der klimatische Einfluss neu erbauter oder abgerissener Gebäude oder gar einzelner Bäume mit berücksichtigt werden kann. Berechnen kann all das bald ein neues Programm – sein Name: Palm-4U. Ein zusätzlicher Vorteil, so Scherer: »Anwenden kann das dann im Prinzip jeder, der geschult wird.«

Schon heute eine Gesundheitsgefahr

Es soll, so der Plan von Scherer, Ende 2019 als benutzerfreundliches Handwerkszeug an die Kommunen weitergegeben werden, damit die es bei der zukünftigen Stadtplanung einsetzen. Hotspots können so gezielt entschärft oder klimatische Bausünden prognostiziert werden, wie er und die vielen beteiligten Forscherinnen und Forscher in ihrer letzten Veröffentlichung 2019 in der »Meteorologischen Zeitschrift« schreiben.

Ein klimagerechter Stadtumbau für die Gesundheit der Städter ist dringend nötig. Die europäische Hitzewelle 2003 zählt zu den schlimmsten Naturkatastrophen der letzten 40 Jahre. Besonders schlimm traf es ältere Menschen über 65 Jahre in Paris, deren Sterblichkeit sich vervierfachte. Insgesamt starben in Europa wohl 70 000 Menschen an den Folgen der hohen Temperaturen. Diese Zahl ermittelten 2007 Forschende um Jean-Marie Robine von der Forschungseinrichtung ISERM für das französische Gesundheitsministerium.

Eine öffentliche Infotafel in Paris zeigt eine städtische Telefonnummer, bei der man Informationen über an der Hitze gestorbene Familienmitglieder einholen konnte.Laden...
Hitzewelle 2003 in Paris | Eine öffentliche Infotafel in Paris zeigt eine städtische Telefonnummer, bei der man Informationen über an der Hitze gestorbene Familienmitglieder einholen konnte.

Extreme Hitzezeiten führen inzwischen zu mehr wetterbedingten Todesopfern unter Stadtbewohnern als Stürme, Überschwemmungen oder Wolkenbrüche zusammen. Doch schon weniger dramatische Wetterbedingungen richten merklichen Schaden an: Überschreitet die Temperatur an drei Tagen hintereinander den Mittelwert von 21 Grad Celsius, steigt bereits das gesundheitliche Risiko.

Nicht nur kleine Kinder oder ältere Menschen leiden unter der Wärme. Der Klimatologe Scherer sieht den Fitnesszustand als wesentlichen Faktor dafür an, wie anfällig Personen sind. Besonders wenn sozialer Stress, Hitze oder andere Arten von Belastung dazukommen, begünstigt die höhere Temperatur ebenfalls Krankheiten und mache es wahrscheinlicher, dass man an ihnen stirbt. So sorgt in Berlin derweil die Charité mit Kühlzimmern vor. Denn Klimaanlagen haben Nachteile für Krankenhäuser – sie erschweren die Gesundung, weil sie Keime und Staub verteilen.

Droht ein Bierdrama in München?

Auch die Landeshauptstadt Bayerns hat sich ihr Stadtklima der Zukunft ausrechnen lassen. Hier hat das Büro GEO-NET Umweltconsulting zusammen mit Günter Groß von der Universität Hannover in der Stadtklimaanalyse die klimaökologische Situation Münchens dargestellt. Denn schon bald hat die bayrische Oktoberfeststadt im Sommer einige Tage mehr mit Gluthitze.

Konnten sich die Münchner Innenstädter in den Jahren zwischen 1960 und 1990 im Mittel über die knapp fünf Hitzetage pro Jahr mit Temperaturen über 35 Grad noch freuen, erwarten sie 2080 mehr als 44 solch heißer Tage. Von den Sommertagen, die laut Definition über 25 Grad haben, wird es zukünftig 108 geben. Dann wird es eine Herausforderung sein, das Bier richtig kalt zu halten. Nothilfe haben Bürger in interaktive Karten eingezeichnet, in denen unter anderem »Erfrischungsoasen« mit Frischluftschneisen oder Brunnen zu finden sind.

Eine besondere Situation finden Fachleute im Ruhrgebiet vor – dort reiht sich eine Stadt an die nächste. Nachdem der Kohlestaub in der Luft aus den Zeiten des Bergbaus verschwunden ist, belastet jetzt der Klimawandel den Ruhrpott. Vor einigen Jahren hatte die Stadt Essen eine Art der Nothilfe versucht, indem sie zum Test zwei Moosbäume aufstellte. So groß wie eine Plakatwand und bepflanzt mit verschiedenen Moossorten, sollten die City-Trees als grüne Lunge die Luft filtern und örtlich für ein »besseres Klima« sorgen, so die TU Kaiserlauten. Was spektakulär umgesetzt wurde, hat sich inzwischen erledigt. Die durch Spinnmilbenbefall braun abgestorbenen Wände wurden bald wieder abgebaut.

Bauen gegen die Hitze

Dabei sind Maßnahmen in dieser Stadt-an-Stadt-Region dringend nötig. Wie sich in den nächsten Jahren das Klima verändert, haben Wissenschaftler um Wilhelm Kuttler von der Universität Duisburg-Essen erforscht. Bei einer globalen Klimaerwärmung von 1,6 Grad Celsius bis 2050 werden es bis zu 20 heiße Sommertage mehr, bei einem Plus von drei Grad sogar 35 zusätzlich. Sommertage sind Tage mit Temperaturen über 25 Grad Celsius. Wenn dann noch eine hohe Luftfeuchtigkeit dazukommt, bedeutet das für die Menschen Hitzestress. Von diesen Tagen soll es bis 2100 über 40 geben.

Und das ist mehr als nur ungemütlich, denn »mit Hitzestress ist mehr gemeint als reines Unwohlsein und gestörte Konzentration. Es ist eher der Tropfen, der das Fass zum Überlaufen bringt«, so Scherer. Hinzu kommt, dass auch nachts der Schlafkomfort beeinträchtigt wird. Denn die Anzahl der Tropennächte erhöht sich laut Kuttler von 7 auf 16 Tage in der Ruhrregion in Essen. Da tröstest es kaum, dass in den Wintermonaten weniger Schnee geschippt werden muss, weil die Eis- und Frosttage seltener werden.

Schon jetzt wohnen drei von vier Menschen in Deutschlands Städten. In 30 Jahren werden es über 80 Prozent sein. Also versuchen die Städte trotz aller Hitzewarnungen, die letzten Baulücken zu schließen, und verdichten sie mit citynahen Gebäuden für die Landflüchtigen. Grüne Hinterhöfe, verwaiste Parkanlagen oder Industriebrachen haben sie im Visier, um sie mit Wärme speichernden Stahlbauten oder Betonburgen zu bebauen.

Im Herbst 2019 soll eine erste ausgereifte Version des Hitzerechners Palm-4U zur Verfügung stehen. Kommunen werden dann jede neu geplante Straße oder jeden Baum auf den klimatischen Effekt bei bestimmten Wetterlagen prüfen – zumindest wenn es nach Scherer geht. Er erhofft sich damit, für die Diskussionen eine sachliche Grundlage geschaffen zu haben: »Die klimatischen Auswirkungen von Baumaßnahmen waren nicht leicht zu überprüfen. Mit unserem Programm Palm-4U geht das bald.« Dann müssten sich Politiker und Lobbyisten einer faktenbasierten Diskussion stellen, hofft der Wissenschaftler.

Wo die Reise global betrachtet hingeht, zeigten Jean-Francois Bastin von der ETH Zürich und sein Team derweil im Juli 2019 im Onlinejournal »PLoS One«. Sie berechneten für mehr als 500 Städte die Temperaturen im Jahr 2050 – und stellte sie Orten gegenüber, die heute das gleiche Klima haben. Demnach wird Berlin in 30 Jahren sogar so heiß wie das heutige australische Canberra, London wie Barcelona oder Madrid wie Marrakesch. Obwohl die Arbeitsgruppen mit einem eher moderaten Klimaszenario arbeitete, konnte sie für 22 der Städte gar keine Partner benennen. Sie würden so heiß, wie es zurzeit in keiner Großstadt auf der Welt ist.

31/2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 31/2019

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