Mit Wärmekarte gegen städtische Hitzeinseln

Städte heizen sich bekanntlich in hitzigen Sommermonaten wesentlich stärker als umliegende Regionen auf – ein Effekt der als städtische Hitzeinseln bekannt ist. Um die Ursachen Letzterer besser zu verstehen und Gegenmassnahmen ergreifen zu können, hat die Empa mit der ETH Zürich eine detaillierte Wärmekarte für die Limmatstadt erstellt.

Quelle: zvg

Hitzeinseleffekt in Zürich während der Hitzewelle im Juni 2017: Stadtplan der Limmatstadt mit den modellierten mittleren Lufttemperaturen.

Wissenschaftler an der Empa haben zusammen mit der ETH Zürich Modelle zur Wettervorhersage mit den Auswirkungen von Gebäuden und Strassen auf die Bildung von Hitzewellen kombiniert. Daraus resultierte eine detaillierte Wärmekarte für Zürich, die zur Vorhersage lokaler Lufttemperaturen verwendet werden könne, wie die Empa in einer Mitteilung schreibt.

Bei Hitzewellen – wie erst kürzlich Mitte Juni 2017 – seien besonders städtische Gebiete betroffen, da diese Regionen einen Effekt aufweisen, der als städtische Hitzeinseln bekannt ist und im Vergleich mit ländlicher Umgebung deutlich höhere Lufttemperaturen besitzt. Bekannte Gründe für solche Effekte sind unter anderem dunkle Oberflächen, beispielsweise bei Dächern und Strassen, die zu einer höheren Absorption der Sonnenenergie führen, oder der Mangel an Verdunstungskühlung durch Vegetation, wenig offener Raum und damit der Mangel an Durchlüftung und Nachtkühlung.

Eine Wärmekarte zum besseren Verständnis

Solche Inseln sind aber nichts Neues: Man kennt sie bereits aus mehr als 400 Städten auf der ganzen Welt. Zwar würden sich solche Hitzewellen mithilfe von Modellen zur Wettervorhersage simulieren lassen, aber die Auswirkungen auf Städte seien noch nicht ganz geklärt, wie die Empa weiter schreibt. Jan Carmeliet, Professor für Bauphysik an der ETH Zürich und Dominik Brunner, Atmosphärenwissenschaftler an der Empa, kombinieren aus diesem Grund die Vorhersagemodelle mit den Auswirkungen von Gebäuden und Strassen, um die lokalen Lufttemperaturen in Städten besser vorhersagen zu können. Mit der daraus resultierten «Wärmekarte» der Limmatstadt, können nun Details der Hitzeinsel mit einer Auflösung von bis zu 250 Metern gesehen werden.

Zürich: Wo ist es warm und wo kalt?

Solche Urban-Heat-Island-Effekte (UHI), wie die Inseln im Englischen genannt werden, treten zudem nachts am stärksten auf. Dies, wegen der Speicherung von Wärme in Baustoffen während des Tages und deren Abgabe während der Nacht. Die jüngste Hitzewelle in Zürich Mitte Juni 2017, wurde zudem von Gianluca Mussetti, Doktorand an der ETH Zürich und an der Empa, auf Merkmale untersucht. Dabei beobachtete er eine UHI-Intensität von knapp sechs Grad, was 1,5 Grad mehr sind als bei der Hitzewelle 2015. Zwischen dem kühlsten und dem wärmsten Ort innerhalb der Hitzeinsel in Zürich stellte Mussetti Temperaturunterschiede von bis zu drei Grad fest. Hitzewellen manifestieren sich bekanntermassen an lokalen «Hotspots» der Städte. In Zürich lassen sich besonders hohe Nachttemperaturen im dicht bebauten Stadtzentrum und kühlerere Temperaturen bei Gebieten in Seenähe, entlang der Limmat und an den Hängen des Züribergs finden.

Strategien zur Linderung der städtischen Hitzeinseln gesucht

Hitzewellen werden wohl in Zukunft immer öfters vorkommen. Um diesen entgegenzuwirken, wollen die Forscher der ETH Zürich und der Empa die Ursachen der städtischen Hitzeinseln und der lokalen Hotspots in Städten besser verstehen. Zudem wollen sie Gegenmassnahmen entwickeln, wie etwa eine vermehrte Nutzung von städtischem Wasser bei Hitzewellen, vorübergehende Abkühlungsmassnahmen wie intelligente Beschattung oder Kühlsysteme unter Strassen und Gehwegen. (pb/pd)