Forscher finden Wege, um die Hitze in Städten zu reduzieren

Dachgärten und Grünanlagen können laut Untersuchungen von Klimawissenschaftlern des Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA in New York dazu beitragen, die starke Hitze in Städten zu lindern. Seit mehreren Jahrzehnten setzen sich Forscher dafür ein, schwarzen Teer und andere dunkle Dachmaterialien durch helle, sonnenreflektierende Oberflächen oder „grüne Dächer“ voller Pflanzen zu ersetzen. Wie effektiv diese Veränderungen sind, haben sie nun anhand frei verfügbarer Satellitendaten gemessen.

Wärme wird in Städten oft intensiviert oder verstärkt, ein Phänomen, das als städtischer Wärmeinseleffekt bekannt ist. Asphalt, Beton und ähnliche Materialien absorbieren und speichern wesentlich mehr Wärme als Vegetation, sodass die Temperaturen in städtischen Gebieten oft 10 Grad Fahrenheit heißer sind als in den umliegenden Vororten oder ländlichen Regionen. In Stadtteilen mit weniger Bäumen und Grünflächen heizt diese oft auf überproportional beeinflusst ältere Erwachsene, einkommensschwache Gemeinschaften und einige farbige Gemeinschaften.

Gründächer sollen die Kühlkraft von Pflanzen nutzen, um die Temperatur in städtischen Räumen zu senken. Die Begrünung kann extensiv (flacher Boden, pflegeleichte Pflanzen) oder intensiv (tieferer Boden, vielfältigere Pflanzen und Bäume) sein.

Das GISS-Team untersuchte drei Standorte in Chicago, um zu sehen, wie sich grüne Dächer auf die Oberflächentemperaturen um diese Gebäude herum auswirkten und ob es einen Unterschied zwischen diesen Standorten und anderen in der Nähe ohne grüne Dächer gab. Zwei von drei Gründächern in der Studie senkten die Temperaturen, aber die Ergebnisse zeigten, dass die Wirksamkeit unter anderem vom Standort und der Pflanzenvielfalt abhängen könnte. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Nachhaltige Städte und Gesellschaft.

Studieren von Gründächern im Großstadtdschungel

„Während Städte wachsen und sich entwickeln, müssen sie gute Entscheidungen über ihre Infrastruktur treffen, denn diese Entscheidungen dauern oft 30 oder 50 Jahre oder länger“, sagte Christian Braneon, Klimawissenschaftler und Bauingenieur an der Columbia University und GISS. „Im Zusammenhang mit häufigeren Hitzewellen und extremer Hitze ist es wichtig zu verstehen, wie diese städtebaulichen Eingriffe effektiv sein können.“

Braneon und das GISS-Team arbeiteten mit Chicagos Public Health und Planning and Development Departments zusammen, um drei Standorte zu untersuchen, die Anfang der 2000er Jahre Gründächer installiert hatten: Millennium Park, City Hall und ein Walmart-Einkaufszentrum. Unter Verwendung von Bildern, die zwischen 1990 und 2011 vom Satelliten Landsat 5 aufgenommen wurden, verglichen die Forscher Änderungen der Landoberflächentemperaturen und des Vegetationsreichtums an den Studienstandorten sowie an nahe gelegenen Kontrollstandorten ohne Gründächer.

Die Ergebnisse der drei Standorte waren gemischt. Der Millennium Park, der einen intensiven Pflanzenmix aufweist und in der Nähe des Michigansees liegt, wies nach der Installation seines Gründachs im Jahr 2004 deutlich niedrigere Durchschnittstemperaturen auf. Es war der einzige Standort, an dem das Dach die Klimaerwärmung im Untersuchungszeitraum vollständig abschwächte.

Das Rathaus, ebenfalls ein intensiver Standort, hatte 2002 ein Gründach installiert. Seine Temperaturen nach der Installation des Gründachs waren niedriger als die am Kontrollstandort, aber sie stiegen gegen Ende des Untersuchungszeitraums an.

Die Walmart-Website erzählte eine andere Geschichte. Während die Gründächer von Millennium Park und City Hall auf bestehende Gebäude aufgesetzt wurden, wurde der Supermarkt im Untersuchungszeitraum neu gebaut. Obwohl der Walmart ein umfangreiches Gründach installierte, bedeutete die Umwandlung des Landes von einem unbebauten, grasbewachsenen Grundstück in ein Geschäft, dass der Vegetationsindex für die Landschaft abgenommen hatte.

„An vielen Orten entwickeln Sie möglicherweise ein Gebiet, das vorher nichts hatte; es hatte nur überwucherte Vegetation“, sagte Braneon, der die Stadtforschung für die Climate Impacts Group bei GISS mitleitet. „Sie denken vielleicht, dass die Anbringung eines Gründachs auf Ihrem neuen Gebäude einen erheblichen Einfluss haben würde. Aber was wir sehen, ist, dass dort auch eine Menge undurchlässiges Material hinzugefügt werden kann – wie z. B. ein Parkplatz um das Gebäude herum. Als Ergebnis Sie könnte die Auswirkungen des Parkplatzes verringern, aber Sie haben sicherlich nicht den kühlenden Effekt geschaffen, den die überwucherte Vegetation hatte.

Die Vorteile von Gründächern hängen von einer Vielzahl von Faktoren ab – von der geografischen Region und der Pflanzenvielfalt bis hin zur Dachstruktur und der Kühleffizienz des Gebäudes selbst, so die Wissenschaftler.

Studien mit größeren Stichprobenumfängen sind erforderlich, um diese Details auseinanderzureißen, aber diese Studie stellt einen vielversprechenden Anfang dar. Da erwartet wird, dass sich städtische Wärmeinseleffekte mit der Erwärmung des Erdklimas verstärken, wird es immer wichtiger, diese Variablen zu verstehen.

Die Studienmethode soll von anderen Städten für weitere Forschungszwecke verwendet werden, sagte Hauptautorin Kathryn McConnell, Doktorandin an der School of the Environment der Yale University. Die einfache Analyse, die öffentlich verfügbaren Daten und das Modell für die direkte Zusammenarbeit mit Städten könnten Stadtplanern helfen, die Machbarkeit von Gründächern in ihren eigenen Gebieten zu beurteilen.

„Meine Hoffnung wäre, dass die von uns vorgeschlagenen Methoden Leuten, die in Städten mit weniger Ressourcen arbeiten – die vielleicht keinen Zugang zu einer Universität oder einem Regierungsforscher haben – eine kostengünstige Möglichkeit bieten, ihre eigenen Gemeinden zu untersuchen“, sagte McConnell.

„Traditionell gingen Bauingenieure und Stadtplaner von einem stationären Klima aus“, fügte Braneon hinzu. „Die gesamte Praxis basiert auf der Prämisse, dass wir in die Vergangenheit blicken können, um Risiken in der Zukunft einzuschätzen. Aufgrund des Klimawandels wird alles auf den Kopf gestellt, daher hoffe ich, mehr Arbeit leisten zu können, die die Arbeitsweise von Bauingenieuren und Bauingenieuren verändert Stadtplaner üben.“