Hitzeinseln: ETH Zürich und Empa entwickeln Maßnahmen zum Schutz der Bewohner.
Hitzeinseleffekt in Zürich während der Hitzewelle im Juni 2017: Stadtplan von Zürich mit den modellierten mittleren Lufttemperaturen 2 m über Boden um 6 Uhr morgens am 22. Juni. (Abb. Empa)
Städte heizen sich wesentlich stärker auf als umliegende Regionen, ein Effekt, der als städtische Hitzeinseln (Urban Heat Island, UHI) bekannt ist. Angesichts einer künftig bevorstehenden Zunahme von Hitzewellen sind Stadtbewohner überall auf der Welt in Bezug auf ihr Wohlbefinden und ihre Gesundheit ernsthaft gefährdet. Hitze in städtischen Hitzeinseln trägt zu allgemeinem Unwohlsein und schlaflosen Nächten bei und kann aufgrund der Auswirkungen auf das menschliche Herz-Kreislauf-System und die Atemwege ernsthafte Erkrankungen, Erschöpfung, einen Hitzeschlag und sogar hitzebedingte Todesfälle verursachen. Daher werden die Untersuchung städtischer Hitzeinseln und die Entwicklung von Strategien zu deren Abschwächung immer wichtiger.
Städtische Hitzeinseln kennt man aus mehr als 400 Städten auf der ganzen Welt, sie weisen vor allem nachts bis zu 7 K Übertemperatur auf. Gründe für die höheren Lufttemperaturen in Städten im Vergleich zur ländlichen Umgebung sind dunkle Oberflächen, z. B. von Dächern und Straßen, die zu einer höheren Absorption der Sonnenenergie führen, ein Mangel an Verdunstungskühlung durch Vegetation, wenig offener Raum und damit ein Mangel an Durchlüftung und Nachtkühlung. UHI-Effekte treten nachts am stärksten zutage wegen der Speicherung von Wärme durch Baustoffe während des Tags sowie deren Abgabe während der Nacht und manifestieren sich vor allem an lokalen Hotspots der jeweiligen Städte. In Zürich beispielsweise sieht man besonders hohe Nachttemperaturen im dicht bebauten Stadtzentrum, relativ kühlere Temperaturen für Gebiete in Seenähe, entlang der Limmat und an den Hängen des Züribergs, wo während der Nacht kühle Luft aus höheren Bereichen herunterströmt (siehe Abbildung).
Um die Ursachen besser zu verstehen – und um Gegenmaßnahmen ergreifen zu können – haben Wissenschaftler an der Empa und der ETH Zürich Modelle zur Wettervorhersage mit den Auswirkungen von Gebäuden und Straßen auf die Bildung von Hitzeinseln kombiniert. Die Forscher konnten insbesondere einen Zusammenhang zwischen der städtischen Durchlüftung und den Lufttemperaturen beobachten: Ein Mangel an innerstädtischer Luftzirkulation führt zu weniger Wärmeabfuhr – und damit zu einer höheren UHI-Intensität. Jan Carmeliet, Professor für Bauphysik an der ETH Zürich, und Dominik Brunner, ein Atmosphärenwissenschaftler an der Empa, kombinierten Vorhersagemodelle mit den Auswirkungen von Gebäuden und Straßen, um die lokalen Lufttemperaturen in Städten besser vorhersagen zu können. Eine daraus resultierende Wärmekarte zeigt Details der Hitzeinsel mit einer Auflösung von 250 m (siehe Abbildung). Außerdem wollen die Forscher Gegenmaßnahmen entwickeln, etwa eine vermehrte Nutzung von städtischem Wasser bei Hitzewellen, vorübergehende Abkühlungsmaßnahmen wie intelligente Beschattung oder Kühlsysteme unter Straßen und Gehwegen.
Artikelnummer: cci54671
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