Extreme Hitzewellen, die einst als selten galten, sind aufgrund des Klimawandels in Städten heute häufig und schwerwiegend. Phoenix erlebte im Juli 2023 eine solch brutale Hitzewelle, als es 31 aufeinanderfolgende Tage mit Höchsttemperaturen von mindestens 110 °F ertrug. Die Schwere der Hitzewelle löste den Ausnahmezustand aus. Im Juni 2021 wurden in der Stadt Lytton, BC, Kanada, glühende Temperaturen von 121 °F erreicht, was zu einem Feuer führte, das den größten Teil des Dorfes niederbrannte.
Dieses Muster wiederholte sich im Jahr 2022 in Europa, wo Hitze tödliche Krankheiten, Waldbrände und beschädigte Infrastruktur verursachte, was die dringende Notwendigkeit von Klimaanpassungsmaßnahmen verdeutlichte.
Um wichtige städtebauliche Entscheidungen in den Vereinigten Staaten zu treffen, müssen Stadtverwalter und Interessenvertreter die Ergebnisse potenzieller Lösungen besser verstehen, die die unmittelbaren Auswirkungen der Hitzebelastung auf Städte und die langfristigen Klimaauswirkungen sowohl einzeln als auch gemeinsam angehen.
Neue Forschungsergebnisse veröffentlicht in Naturstädte untersucht zum ersten Mal die potenziellen Vorteile der Kombination von Hitzeanpassungsstrategien – wie der Implementierung kühler Dächer und dem Pflanzen von Straßenbäumen – mit Minderungsstrategien – wie der Reduzierung von Treibhausgasemissionen –, um die Hitzebelastung in großen US-Städten zu verringern. Außerdem werden die Regionen identifiziert, in denen diese Strategien den künftigen Bevölkerungsgruppen am besten zugute kommen könnten.
„Bisher konzentrierte sich die Forschung auf die Reduzierung schädlicher Auswirkungen auf Städte, die entweder aus erhöhten Treibhausgasemissionen oder direkten Auswirkungen der bebauten Umwelt resultieren“, sagte Matei Georgescu, Hauptautor des Papiers und außerordentlicher Professor an der School of der Arizona State University Geographische Wissenschaften und Stadtplanung.
„Unsere Arbeit unterstreicht den Wert der Anpassung zur Reduzierung der menschlichen Hitzeexposition auf Stadtebene, geht dann aber noch weiter und betont die Vorteile des Einsatzes von Anpassungsstrategien in Verbindung mit Minderungsstrategien.“
Das Papier mit dem Titel „Quantifizierung der Verringerung der Hitzeexposition durch Anpassung und Mitigation in US-Städten des 21. Jahrhunderts“ wurde gemeinsam von Ashley Broadbent vom National Institute of Water and Atmospheric Research, Wellington, Neuseeland, und E. Scott Krayenhoff verfasst die School of Environmental Sciences der University of Guelph, Ontario, Kanada.
In der Studie verwendeten die Forscher Computermodelle, um zukünftige Klimabedingungen zu simulieren, die für die Stadterweiterung, Treibhausgasemissionen und Bevölkerungsbewegungen bis zum Ende des Jahrhunderts verantwortlich sind.
Anschließend untersuchten sie, inwieweit Anpassungs- und Abschwächungsstrategien, sowohl isoliert als auch in Kombination, die Hitzeexposition der Bevölkerung in US-Städten und großen städtischen Gebieten am Ende des Jahrhunderts verringern können.
Zu den untersuchten Anpassungsstrategien gehörte der Einsatz von Kühl- und Verdunstungsdächern auf Gebäuden und Straßenbäumen, die in allen Städten einheitlich angewendet wurden. Zu den Minderungsstrategien gehörte die Reduzierung der weltweiten Treibhausgasemissionen. Die Simulationen untersuchten ein aktuelles Jahrzehnt (2000–2009) im Vergleich zu Zukunftsprognosen (2090–2099).
Die Studie ergab, dass einige Städte wie Tulsa, Oklahoma, besser auf Anpassungsstrategien wie den Einsatz von Straßenbäumen und Kühldächern zur Bewältigung der Hitze reagieren werden, während andere wie Denver stärker von der Reduzierung der Treibhausgasemissionen profitieren.
Bei der Fokussierung auf die Reduzierung von Emissionen als Strategie zur Reduzierung der Auswirkungen von Hitze stellte die Studie fest, dass die Belastung der Menschen in Städten durch extreme Hitze in Städten in südlichen Breitengraden tendenziell höher ist als in Städten in nördlichen Breitengraden. Dieses Muster lässt sich bei Anpassungsstrategien beobachten, die uns helfen, jetzt mit der Hitze umzugehen, und bei Minderungsstrategien, die die längerfristigen Probleme des Klimawandels angehen.
Die Forscher fanden außerdem heraus, dass die Wirksamkeit dieser Strategien zur Reduzierung der extremen Hitzeexposition im Laufe des Tages variiert, während der Nacht jedoch konstant bleibt.
Bei gleichzeitiger Umsetzung von Anpassungs- und Abhilfemaßnahmen zeigt die Studie, dass die Vorteile in den Regionen Nordosten und Mittlerer Westen am größten sind, darunter Städte wie New York, Boston und Chicago. Städte im Sun Belt, darunter Los Angeles und Miami, sind mit geringeren Reduzierungen der Hitzebelastung konfrontiert.
Der relative Anstieg der Hitzeexposition der Bevölkerung bleibt auch nach der Umsetzung von Anpassungs- und Minderungsmaßnahmen bestehen und beschränkt sich auf städtische Gebiete im Südosten, in den Great Plains und im Südwesten.
„Wir unterstreichen, wie wichtig es ist, solche Ergebnisse auf der Grundlage individueller städtischer Umgebungen zu charakterisieren, da dies den Weg für die Priorisierung von Strategien mit identifizierten Auswirkungen auf städtischer Ebene und nicht auf breiterer regionaler oder nationaler Ebene ebnet“, sagte Georgescu, der auch Direktor von ASU Urban ist Klimaforschungszentrum. „Die Studie hilft uns, einen Zeitplan für Umsetzungsstrategien zu entwickeln, um die Lebensqualität in unseren Städten zu verbessern.“
Vorwärts gehen
Für die Zukunft schlagen die Forscher vor, die Modellierungsarbeit weiter voranzutreiben, um zu untersuchen, wie wirksam Anpassungsstrategien bei der Reduzierung negativer hitzebedingter Auswirkungen sein können, indem sie auf bestimmte Stadtteile in Städten abzielen und gleichzeitig die Zusammenarbeit zwischen Städten und akademischen Einrichtungen erleichtern.
„Die Zusammenarbeit zwischen Städten und akademischen Einrichtungen ist von entscheidender Bedeutung, um wichtige Daten zu sammeln und solide Richtlinien zu entwickeln, die gefährdete Gemeinden wirksam vor den Auswirkungen des Klimawandels und der zusätzlichen Hitzebelastung der bebauten Umwelt schützen können“, sagte Georgescu.
„Indem wir verstehen, welche Strategien auf lokaler Ebene am besten funktionieren und wie solche Strategien je nach geografischem Kontext unterschiedlich funktionieren können, können wir wirksame Pläne zur Bewältigung ortsbezogener Klimaherausforderungen erstellen und gleichzeitig weiterhin an Minderungsstrategien arbeiten, die sich mit langfristigen Folgen befassen.“ . Zusammenarbeit ist der Schlüssel zur Entwicklung besserer Strategien für eine nachhaltige und widerstandsfähige Zukunft.“
Mehr Informationen:
Matei Georgescu et al., Quantifizierung der Verringerung der Hitzeexposition durch Anpassung und Abschwächung in US-Städten des 21. Jahrhunderts, Naturstädte (2023). DOI: 10.1038/s44284-023-00001-9