Städte natürlich kühlen

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 nimmt zu, je grösser eine Stadt ist und je mehr Niederschlag in der Region fällt. Mehr Niederschlag macht die Umgebung im Allgemeinen pflanzenreicher und damit kühler als die Stadt. Bei 1500 Millimeter Niederschlag pro Jahr, wie das in Tokyo der Fall ist, ist dieser Effekt am grössten, steigt aber mit mehr Niederschlag nicht weiter an.

Zwei Klimaextreme veranschaulichen 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 sind 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, so 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 zurzeit 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.