Mit Lufttemperaturen von über 10 °C über dem Jahresdurchschnitt in Teilen Europas, den USA und Asien ist der Juni 2022 als Rekordbrecher in die Geschichte eingegangen. Die Befürchtung ist, dass diese extremen Hitzewellen zu Beginn der Saison ein Vorgeschmack auf das sind, was bald zur Norm werden könnte, wenn der Klimawandel weiter voranschreitet. In Städten verteilt sich die Wärme langsamer, wodurch „urbane Wärmeinseln“ entstehen, die den Alltag noch schwieriger machen.
Ein Instrument, das auf der Internationalen Raumstation mitgeführt wird, hat die jüngsten Temperaturextreme an der Landoberfläche für einige europäische Städte, darunter Mailand, Paris und Prag, erfasst.
Während diese Bilder denjenigen, die unter der Hitze leiden, wenig direkten Trost bieten, helfen sie, indem sie Geoinformationen liefern, um die Auswirkungen von Hitzewellen in Zukunft durch eine effizientere Planung und Verwaltung von Wasserressourcen zu mildern.
Für die ESA ist dieses spezielle Instrument mit dem Namen ECOSTRESS, das dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA gehört, wichtig, weil es bei der Entwicklung eines neuen Copernicus-Sentinel-Satelliten hilft: der Mission Land Surface Temperature Monitoring (LSTM).
Die ESA verwendet das Instrument, um die Daten zu simulieren, die schließlich von LSTM zurückgegeben werden, das systematische Messungen der Temperatur der Landoberfläche liefern wird, was verspricht, beispielsweise für Stadtplaner und Landwirte bahnbrechend zu sein.
Beide Raumfahrtagenturen arbeiten eng zusammen, um die beiden Missionen, einschließlich der Oberflächenbiologie- und Geologiemission des JPL, auf synergetische Weise optimal zu nutzen.
Tatsächlich ist diese Zusammenarbeit Teil des übergeordneten Ziels, zusammenzuarbeiten, um eine Antwort auf den Klimawandel zu geben – das NASA-ESA-Rahmenabkommen für eine strategische Partnerschaft in der Erdsystemwissenschaft, das kürzlich unterzeichnet wurde.
Seit Beginn des Industriezeitalters hat sich die Welt bereits um etwa 1,1 °C erwärmt, und die Temperaturen werden weiter steigen, wenn die Treibhausgasemissionen nicht drastisch gesenkt werden.
Hitzewellen scheinen aufgrund des vom Menschen verursachten Klimawandels an Häufigkeit, Intensität und Dauer zuzunehmen. Der Juni war eine harte Erinnerung an das, was auf uns zukommt.
An mehreren aufeinanderfolgenden Tagen Mitte Juni herrschten in vielen europäischen Städten Lufttemperaturen von über 40 °C.
Europa war in diesem Juni nicht allein in seinem Leid. Tokio in Japan verzeichnete an fünf aufeinanderfolgenden Tagen Lufttemperaturen von über 35 °C, was es zur schlimmsten dokumentierten Hitzewelle im Juni seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1875 machte. In den USA bis zum 15. Juni fast ein Drittel der Bevölkerung stand unter irgendeiner Form von Hitzeberatung.
Die Stadtbilder hier zeigen die Landoberflächentemperaturen in Mailand, Paris und Prag am 18. Juni am frühen Nachmittag. Zum Vergleich wurde die breitere Ansicht der Landoberflächentemperatur in weiten Teilen Europas unten von der Copernicus Sentinel-3-Mission am 18. Juni, etwas früher am Tag, aufgenommen.
Der Unterschied liegt jedoch nicht wirklich in der Tageszeit, zu der das Bild aufgenommen wurde, sondern in der Bedeutung des Unterschieds in der Auflösung. Die ECOSTRESS-Bilder bieten weitaus mehr Details als die von Sentinel-3 – und genau diese Detailebene wird von der neuen Copernicus LSTM-Mission erreicht, die die räumliche Auflösung um den Faktor 400 erhöht.
Es ist erwähnenswert, den Unterschied zwischen Lufttemperatur und Landoberflächentemperatur zu beachten. Die in unseren täglichen Wettervorhersagen angegebene Lufttemperatur ist ein Maß dafür, wie heiß die Luft über dem Boden ist. Die Landoberflächentemperatur ist stattdessen ein Maß dafür, wie heiß sich die tatsächliche Oberfläche bei Berührung anfühlen würde.
Wissenschaftler überwachen die Landoberflächentemperatur, weil die von der Erdoberfläche aufsteigende Wärme Wetter- und Klimamuster beeinflusst. Diese Messungen sind auch besonders wichtig für Landwirte, die den Wasserbedarf ihrer Pflanzen bewerten, und für Stadtplaner, die beispielsweise Strategien zur Wärmeminderung verbessern möchten.
Extreme Hitze kann tödlich sein. Städter sind besonders anfällig wegen des urbanen Wärmeinseleffekts, der die Hitze im Vergleich zum bewuchsreicheren Land erhöht.
Städtische Wärmeinseln entstehen, wenn die natürliche Landbedeckung, wie z. B. Vegetation, durch dichte Ansammlungen von Bürgersteigen, Gebäuden und anderen Oberflächen ersetzt wird, die Wärme absorbieren und speichern.
Die obigen Bilder zeigen deutlich, wie heiß die Oberfläche in bebauten Teilen der Städte war, aber sie zeigen auch deutlich die kühlende Wirkung von Parks, Vegetation und Wasser.
Glynn Hulley vom JPL sagte: „ECOSTRESS stellt weiterhin die Auswirkungen extremer Hitze in Städten auf der ganzen Welt dar, einschließlich der jüngsten Hitzewellen, die sowohl in Europa als auch in den USA Rekorde gebrochen haben. Diese Daten können verwendet werden, um Hotspots und gefährdete Regionen zu identifizieren und zu bewerten die kühlenden Auswirkungen von Ansätzen zur Wärmeminderung.“
Benjamin Koetz von der ESA sagte: „Das Instrument erweist sich als äußerst wertvoll bei der Entwicklung und Vorbereitung der europäischen LSTM-Mission, die Landoberflächentemperaturdaten mit einer ähnlichen Auflösung von 50 m liefern wird.
„Das Hauptziel von LSTM, das gegen Ende des Jahrzehnts eingeführt werden soll, besteht darin, auf die Bedürfnisse der europäischen Landwirte zu reagieren, um die landwirtschaftliche Produktion angesichts zunehmender Wasserknappheit nachhaltiger zu gestalten und den Landwirten dabei zu helfen, mehr Ernte für den Tropfen zu erzielen.
„Es ist jedoch offensichtlich, dass wir alle mehr Hitzewellen erleben, und LSTM wird auch wichtig sein, um den Behörden dabei zu helfen, das ernste Problem der städtischen Hitzeinseln anzugehen, indem das Mikroklima der Städte überwacht wird.“