Städte natürlich kühlen

Ob Bäume die Temperatur in der Stadt abkühlen, hängt von ihrer Umgebung ab

Urbane Wärmeinsel nennt sich das Phänomen, wenn die Temperatur in der Stadt höher ist als in ihrer Umgebung. Kommen Hitzewellen hinzu, wie das Anfang Juli in weiten Teilen Europas der Fall war, kann es für kranke und schwache Menschen gefährlich werden. Forschende der ETH Zürich haben diese Wärmeinseln weltweit untersucht und zeigen auf, dass Stra­tegien zur Wärmereduktion in Städten je nach regionalem Klima unterschiedlich effizient sind.

“Wir wissen, dass Pflanzen das Klima in einer Stadt angenehmer machen. Nun wollten wir herausfinden, wie viele Grün­flächen es tatsächlich braucht, um eine deutlich kühlende Wirkung zu erzielen”, sagt Gabriele Manoli, ehemaliger Postdoc an der Professur für Hydrologie und Wasserwirtschaft der ETH Zürich und Erstautor der in Nature publizierten Studie.

Mehr Grünflächen nicht immer effizienteste Lösung

Manoli verglich zusammen mit Kollegen der ETH Zürich, der Universität Princeton und der Duke University Daten von 30’000 Städten und deren Umgebung. Dabei berücksichtigten die Forschenden die jeweilige Durch­schnittstemperatur im Sommer, die Bevölkerungsanzahl und den jährlichen Niederschlag. Das Wärmeinsel-Phänomen nehme zu, je grösser eine Stadt sei und je mehr Niederschlag in der Region falle, so die Erkenntnis der Wissenschaftler. Mehr Niederschlag mache die Umgebung im allgemeinen pflanzenreicher und damit kühler als die Stadt. Bei 1500 Millimeter Niederschlag pro Jahr, wie etwa in Tokyo,  sei dieser Effekt am grössten, steige aber mit mehr Niederschlag nicht weiter an.

Die Karte zeigt in welchen Städten der Wärmeinseln-Effekt am grössten ist. – Grafik © Gabriele Manoli, ETH Zürich

Zwei Klimaextreme veranschaulichten das Wärmeinsel-Phänomen: einerseits sehr trockene und andererseits tropische Regionen. Eine Stadt wie Phoenix in den USA könnte durch gezielte Bepflanzung kühlere Tem­pe­raturen als ihre fast wüstenhafte Umgebung erreichen. Eine von Tropen­wäldern umgebene Stadt wie Singapur hingegen würde erst ab einem sehr hohen Anteil an zusätzlichen städtischen Grünflächen tatsächlich kühler, jedoch würde die Luft dadurch auch feuchter. In tropischen Städten seien daher andere Massnahmen zur Kühlung wie Windzirkulation, Schatten oder neue hitzeabweisende Materialien effektiver. “Eine einheitliche Lösung gibt es nicht», sagt Manoli. «Es hängt alles von der Umgebung und regionalen Klimaeigenschaften ab.”

Nützliche Informationen für Städteplaner

Der Vorteil der Studie sei, dass sie eine erste allgemeine Einordnung von Städten in Form einer Visualiserung biete, die mögliche Ansätze zur Min­derung von urbanen Wärmeinseln aufzeige, erläutert Manoli. “Wer stadtspezifische Lösungen entwickeln will, um die Wärme zu reduzieren, braucht aber zusätzliche Analysen und ein detailliertes Verständnis des Mikro­klimas”, sagt Manoli. “Allerdings stehen diese Informationen Stadtplanern und Entscheidungsträgern nur in wenigen Städten – wie Zürich, Singapur oder London – zur Verfügung.”

Manoli wertet zur Zeit die Daten zu anderen Jahreszeiten aus und untersucht, welche Arten von Pflanzen sich am besten eignen, um die Tem­pe­ratur zu senken. Die Unterstützung des Branco Weiss Fellowships ermöglichte es dem Umweltingenieur, sich zusammen mit Wissen­schaftlern aus den Bereichen Physik, Städteforschung und Sozialwissenschaften interdisziplinären Forschungsfragen zu widmen.

Literaturhinweis

Manoli G, Fatichi S, Schläpfer M, Yu K, Crowther TW, Meili N, Burlando P, Katul GG, Bou-Zeid E: Magnitude of urban heat islands largely explained by climate and population, Nature, 4 September 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1512-9

->Quelle: ETH-Zürich/ethz.ch/de/staedte-natuerlich-kuehlen