Ballungsräume mit mehreren Stadtzentren und verstreuten Grünflächen mildern extreme Hitze effektiver als solche mit einer dominanten Stadt, so eine Analyse von Stadtplanungswissenschaftlern aus Cornell.
Im Vergleich zur „monozentrischen“ Bebauung verteilen „polyzentrische“ Raummuster die Dichte städtischer Kerne besser und bremsen die Ausbreitung versiegelter, wärmeabsorbierender Flächen, so die Analyse von 50 Stadtregionen in Deutschland.
Insbesondere in größeren städtischen Gebieten kann die polyzentrische Entwicklung den städtischen Hitzeinseleffekt mildern, wenn bebaute Gebiete mehrere Grad heißer sein können als umliegende ländliche Gebiete – ein potenziell gefährliches Phänomen bei Hitzewellen, die aufgrund des Klimawandels voraussichtlich häufiger auftreten werden.
Während städtische Baumkronen und Grünflächen bekanntermaßen kühlende Vorteile bieten, fanden die Forscher auch heraus, dass kleinere, dezentrale Freiflächen in einem Stadtgebiet die städtische Hitze wirksamer reduzieren als ein größeres, zentraleres Grünflächenmuster.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Kühlstrategien, die lediglich die Rolle der städtischen Dichte berücksichtigen, möglicherweise unzureichend sind, und weisen auf die Notwendigkeit einer Planung auf regionaler Ebene hin, um die Landnutzungsmuster in den Ballungsräumen zu koordinieren.
„Eine stärker polyzentrische Raumentwicklung, die die Vorteile kompakter und verteilter Konfigurationen integriert, kann den städtischen Wärmeinseleffekt wirksamer mildern“, sagte Stephan Schmidt, außerordentlicher Professor für Stadt- und Regionalplanung an der Fakultät für Architektur, Kunst und Planung. „Zusätzlich zu anderen vorgeschlagenen Vorteilen der Koordinierung regionaler räumlicher Muster – etwa der Organisation von Landnutzungs- und Verkehrsnetzen – ist die Abmilderung der städtischen Hitze in einer sich erwärmenden Welt ein weiterer Vorteil.“
Schmidt ist Co-Autor von „Können räumliche Muster den städtischen Wärmeinseleffekt abschwächen? Erkenntnisse aus deutschen Metropolregionen“, veröffentlicht in der Zeitschrift Umwelt und Planung B: Stadtanalytik und Stadtwissenschaftmit Wenzheng Li, MRP ’18, einem Doktoranden im Bereich Stadt- und Regionalplanung.
Planer haben den Zusammenhang zwischen städtischer Dichte und dem Wärmeinseleffekt diskutiert, ohne schlüssige Ergebnisse zu erzielen. Dichtere Städte haben bestimmte Nachhaltigkeitsvorteile – kürzere Reisewege und eine effizientere Nutzung der Infrastruktur –, aber Studien deuten darauf hin, dass sie möglicherweise mehr Wärme absorbieren und speichern und dass hohe Gebäude die Zirkulation frischer Luft verhindern und die Temperaturen senken können.
Andere Studien haben herausgefunden, dass eine fragmentierte Bebauung mit geringer Dichte die Erwärmung verschärfen kann, was zu größeren Flächen undurchlässiger Flächen und höheren Wärmeemissionen pro Kopf führt.
Das Cornell-Team nahm eine breitere Perspektive ein und untersuchte den Einfluss regionaler räumlicher Muster auf zwei Arten, basierend auf Landoberflächentemperaturen aus Satellitendaten von 2006 und 2012. Der erste Ansatz nutzte von Wildtierökologen entwickelte Landschaftsmetriken, um zu messen, wie fragmentiert oder zusammenhängend Naturlandschaften sind, und übertrug sie auf städtische Gebiete.
Nach der Berücksichtigung verschiedener Faktoren bestätigte diese Analyse, dass dichtere (zusammenhängendere) Bebauungsmuster die städtische Hitzeintensität erhöhten und dass verteiltere Grünflächen den Wärmeinseleffekt verringerten.
„Das liegt zum Teil daran, dass mehrere kleinere Grünflächen zusammenhängende Stadtgebiete effektiver reduzieren und aufbrechen können“, sagte Li. „Es bedarf bewusster Anstrengungen, um sicherzustellen, dass dichte Bebauung mit Grünflächen durchsetzt ist.“
Zweitens definierten die Forscher ein Maß für die Polyzentrizität für die 50 deutschen Stadtregionen mit jeweils mindestens 100.000 Einwohnern. Polyzentrischere Entwicklungsmuster reduzierten die städtische Hitze während der Sommermonate – tagsüber um 10,3 % und nachts um 25,7 %, wobei sich der Polyzentrizitätsindex verdoppelte, wenn alle anderen Bedingungen gleich blieben. Die Vorteile waren in größeren Ballungszentren am deutlichsten.
Schmidt und Li sagten, die Ergebnisse hätten Auswirkungen auf die Planung auf regionaler Ebene, die bereits in deutschen und europäischen Systemen institutionalisiert sei, die eine polyzentrische Entwicklung als Ziel fördern. Sie sagten jedoch, dass die Studie Planern und politischen Entscheidungsträgern auch allgemeinere Informationen liefern könne, um regionale Grünflächenmuster zu koordinieren und die Dichte vorstädtischer Knotenpunkte zu erhöhen.
„Das bringt viele weitere Vorteile mit sich – die Begrenzung der Zersiedelung, die Konzentration von Bevölkerung und Wirtschaftstätigkeit, die Förderung der Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel und die Erhöhung bezahlbaren Wohnraums“, sagte Schmidt. „Und darüber hinaus werden Sie diesen positiven Einfluss auf den Wärmeinseleffekt im großstädtischen Maßstab haben.“
Mehr Informationen:
Wenzheng Li et al.: Können räumliche Muster den städtischen Wärmeinseleffekt abschwächen? Erkenntnisse aus deutschen Metropolregionen, Umwelt und Planung B: Stadtanalytik und Stadtwissenschaft (2024). DOI: 10.1177/23998083241227500