Studie zeigt, dass Hitzewellen häufiger und tödlicher werden

Das Risiko tödlicher Hitzewellen ist in den letzten 20 Jahren stark gestiegen. Solche Wetterextreme werden in Zukunft häufiger auftreten und die hitzebedingte Übersterblichkeit wird zunehmen. Besonders Europa wird davon betroffen sein, wie Forscher der ETH Zürich zeigen.

Hitzewellen, wie wir sie derzeit erleben, sind für ältere Menschen, Kranke und Arme besonders tödlich. Die Hitzewelle 2003, bei der die Temperaturen in Europa 47,5 °C erreichten, war eine der schlimmsten Naturkatastrophen der letzten Jahrzehnte und forderte innerhalb weniger Wochen schätzungsweise 45.000 bis 70.000 Todesopfer. Wälder brannten, die Ernte verdorrte auf den Feldern und die Notaufnahmen in den Städten waren voll.

Weltweit beliefen sich die Kosten auf rund 13 Milliarden US-Dollar. Dennoch ist die Öffentlichkeit den Risiken von Hitzewellen nach wie vor weniger bewusst als anderen klimabedingten Extremen. Das ist ein Problem, wie eine im Fachmagazin veröffentlichte Studie zeigt Naturkommunikation weist darauf hin. Hitzewellen wie im Jahr 2003 könnten in den kommenden Jahren zur neuen Norm werden.

Epidemiologie und Klimamodellierung kombiniert

Forschende des Instituts für Umweltentscheidungen der ETH Zürich arbeiteten bei der Studie mit einer internationalen Gruppe von Epidemiologen zusammen. Seit 2013 erheben sie systematisch Daten zur täglichen hitzebedingten Übersterblichkeit für 748 Städte und Gemeinden in 47 Ländern in Europa, Südostasien, Lateinamerika, den USA und Kanada.

Mithilfe dieses Datensatzes berechneten die Forscher den Zusammenhang zwischen der durchschnittlichen Tagestemperatur und der Sterblichkeit für alle 748 Standorte. Daraus konnten sie die ideale Temperatur für jeden Standort ermitteln, an dem die Übersterblichkeit am niedrigsten ist. In Bangkok liegt dieser Wert beispielsweise bei 30°C, in São Paulo bei 23°C, in Paris bei 21°C und in Zürich bei 18°C.

Physikalisch plausible Wetterextreme modelliert

Jedes Zehntel Grad über diesem Idealwert erhöht die Übersterblichkeit. „Wärme ist nicht gleich Hitze“, erklärt Samuel Lüthi, Erstautor der Studie und Doktorand bei David Bresch, Professor für Wetter- und Klimarisiken. „Die gleiche Temperatur hat einen völlig unterschiedlichen Einfluss auf die hitzebedingte Übersterblichkeit in der Bevölkerung von Athen und Zürich.“

Dies hängt nicht nur von der Temperatur ab, sondern auch von der Physiologie (Akklimatisierung), dem Verhalten (lange Siestas mitten am Tag), der Stadtplanung (Grünflächen versus Beton), der demografischen Struktur der Bevölkerung und dem örtlichen Gesundheitssystem .

Anhand dieses Idealwertes berechneten die Forscher, wie sich die Übersterblichkeit bei einem durchschnittlichen globalen Temperaturanstieg von 0,7° (Wert im Jahr 2000), 1,2° (Wert im Jahr 2020), 1,5° und 2° entwickeln würde. Sie verwendeten fünf besonders leistungsstarke Klimamodelle, sogenannte SMILEs (Single-Model Initial-Condition Large Ensembles).

„Wir haben das gleiche Modell bis zu 84 Mal laufen lassen, wobei die Wetterbedingungen in jeder Runde leicht unterschiedlich waren. Das ergab eine Vielzahl möglicher Wettersysteme, die wahrscheinlich auftreten, wenn eine bestimmte Menge CO2 in der Atmosphäre vorhanden ist“, erklärt Lüthi. Anschließend verknüpften die Forscher diese Daten mit einem epidemiologischen Modell, um die entsprechende Hitzemortalität zu berechnen.

Frühere Prognosen zur hitzebedingten Sterblichkeit basierten meist auf Berechnungen, die ein Klimamodell über einen bestimmten Zeitraum verwendeten. „Mit unserer Methode können wir Extreme im Klimasystem viel effektiver quantifizieren und Unsicherheiten reduzieren, die sich aus den Eigenheiten bestimmter Modelle ergeben.“ Mithilfe von Supercomputern hat Lüthi den Einfluss physikalisch möglicher Wetterphänomene über mehr als 7000 Jahre auf die hitzebedingte Sterblichkeit berechnet. Der entsprechende Datensatz ist mehr als 1 Terabyte groß.

Bis zu 15 % der Todesfälle sind hitzebedingt

Die Ergebnisse zeigen, dass das Risiko von Hitzewellen mit hoher Übersterblichkeit in den letzten 20 Jahren bereits dramatisch zugenommen hat. „Früher galt die überhöhte Sterblichkeit eines heißen Sommers wie 2003 als extremes, nur einmal im Jahrhundert vorkommendes Ereignis. Heute gehen wir davon aus, dass es alle 10 bis 20 Jahre einmal auftritt“, sagt Lüthi, „oder in einer Welt, in der das so ist.“ ist vielerorts alle zwei bis fünf Jahre um 2° wärmer.

Zahlen zur Hitzesterblichkeit, die im Jahr 2000 als höchst unwahrscheinlich galten (einmal alle 500 Jahre), werden in einem 2°-Szenario alle 100 Jahre 14-mal auftreten. Ohne Anpassung an die Hitze erhöht sich die Sterbewahrscheinlichkeit bei solchen extremen Hitzewellen um den Faktor 69.

Zu den Regionen, die besonders von eskalierenden Hitzewellen bedroht sind, gehören die Golf- und Atlantikküste der USA, die Pazifikküste Lateinamerikas, der Nahe Osten, Südostasien und der Mittelmeerraum. Selbst in gemäßigten Klimaszenarien kann ein heißer Sommer in diesen Regionen dazu führen, dass 10 % aller Todesfälle in einem Land hitzebedingt sind.

Von der Hitzewelle im Jahr 2003 war Paris besonders betroffen. Damals lag der Wert bei 5 % bis 7 %; Das heißt, allein in der französischen Metropole führte die Hitzewelle zum vorzeitigen Tod von rund 2.700 Menschen durch Dehydrierung, Hitzschlag und Herzinfarkt.

„Unseren Berechnungen zufolge könnten künftig bis zu 15 % der Todesfälle in Paris hitzebedingt sein“, sagt Lüthi. Europa gehört zu den Hotspots – insbesondere Südeuropa. Hier spielen zwei Faktoren eine Rolle: Die Temperaturen steigen hier doppelt so schnell wie im globalen Mittel und die Bevölkerung wird überproportional älter.

Eine besorgniserregende Aussicht

„Die Ergebnisse haben mir Angst gemacht“, sagt der 30-jährige Klimaforscher. „Während ich an der Studie arbeitete, habe ich immer versucht, hinter die Zahlen zu blicken und das wirkliche Leben der Menschen zu sehen, die von den Veränderungen betroffen sind. Das ist besorgniserregend.“ Insbesondere, wie er betont, weil die Annahmen, die der Modellierung zugrunde liegen, eigentlich eher konservativ sind.

Die Studie geht davon aus, dass die globale Durchschnittstemperatur voraussichtlich um maximal 1,5°C bis 2°C steigen wird, bei den derzeitigen Treibhausgasemissionen dürfte ein Wert von 2,6°C jedoch wahrscheinlicher sein. Und Zukunftsszenarien berücksichtigen nicht das prognostizierte Bevölkerungswachstum, die Abwanderung in die Städte und die Zunahme der Zahl älterer Menschen – alles Faktoren, die die hitzebedingte Übersterblichkeit wahrscheinlich noch weiter erhöhen werden. Der Studie fehlten auch epidemiologische Daten für Afrika und Indien, beides Regionen, die stark von der Klimakrise und Armut betroffen sind.

Wie die Forscher feststellen, unterstreichen die Ergebnisse die Dringlichkeit des Handelns. Um die zunehmenden Hitzewellen zumindest einzudämmen, sei der schnellstmögliche Ausstieg aus fossilen Brennstoffen der wichtigste Schritt, betont Lüthi. Die Studie zeigt, dass das Risiko bei 1,5° zwar bereits hoch, aber immer noch deutlich geringer ist als bei 2°. Allerdings kann sich die Gesellschaft teilweise auch an höhere Temperaturen anpassen, um die Auswirkungen künftiger Hitzewellen zu verringern. „Wir sollten jetzt das Unvermeidbare vorbereiten und bewältigen, das Unüberschaubare aber unbedingt vermeiden“, empfiehlt Lüthi.