Städte sind nachts bis zu zehn Grad wärmer als ihr Umland. Diesen sogenannten Wärmeinsel-Effekt erklären Meteorologen mit der massiven Speicherung von Sonnenenergie durch Beton, Stein und Asphalt. Während tagsüber die Unterschiede meist gering sind, kühlen Innenstädte nachts deutlich langsamer ab. Das hat weitreichende Folgen für die Gesundheit der Bewohner, denn die Zahl der Tropennächte – Nächte, in denen die Temperatur nicht unter 20 Grad sinkt – nimmt zu.
Rekordhitze und Messmethoden
Seit Ende Juni gilt ein neuer bundesweiter Hitzerekord: 41,8 Grad in Möckern-Drewitz in Sachsen-Anhalt, gemessen vom Deutschen Wetterdienst (DWD). Allerdings werden Innenstadt-Messwerte nicht in die offizielle Rekordanalyse einbezogen, um Verzerrungen durch den Wärmeinsel-Effekt zu vermeiden, erklärt Meinolf Koßmann vom DWD. Die mehr als 200 Messstationen liegen auf repräsentativen Flächen, meist über kurzem Rasen und fern von Gebäuden.
„Es gibt immer einen heißeren Ort“, sagt Ferdinand Briegel vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). „Man kann ja nicht an jedem einzelnen Punkt in Deutschland messen.“
Der Wärmeinsel-Effekt im Detail
Der DWD betreibt ein Sondermessnetz Stadtklima mit acht Paaren aus Stadt- und Umgebungsstationen. Am 28. Juni um 14 Uhr betrug die Temperatur in der Münchner Innenstadt 35,1 Grad, am Flughafen 34,5 Grad. Nur wenige Stunden zuvor, um 3 Uhr morgens, war es in der Innenstadt 25,2 Grad warm, am Flughafen lediglich 16,8 Grad – eine Differenz von 8,4 Grad.
Die Universität Freiburg zählte bis zum 29. Juni 13 Tropennächte in Folge in der Stadt. „Im gleichen Zeitraum gab es fünf Kilometer außerhalb der Stadt nur zwei bis drei Tropennächte“, so Briegel, der am KIT die Hitzebelastung von Städten mittels KI modelliert. Freiburg erlebe bereits jetzt, was für den ländlichen Bereich des Oberrheingrabens für Mitte bis Ende des Jahrhunderts prognostiziert werde.
Ursachen: Beton, Asphalt und fehlende Abkühlung
Städte sind dreidimensionale Gebilde aus gewaltigen Mengen an Beton, Stein und Asphalt. Diese Massen speichern die Energie der Sonnenstrahlen als Wärme und geben sie nachts an die Luft ab. Dadurch kühlt die Luft viel langsamer ab als auf dem Land, erklärt Koßmann. Auf dem Land gibt die Luft nachts oft Wärme an den Boden ab, was zu einer schnelleren Abkühlung führt.
Ein weiterer Faktor ist die Höhe der bodennahen Luftschicht: Tagsüber reicht sie ein bis zwei Kilometer hoch, nachts nur einige Dutzend bis einige Hundert Meter. „Die vom Boden und von Gebäuden wieder abgestrahlte Wärme verteilt sich tagsüber entsprechend in einem weitaus größeren Raum“, so Koßmann. Zudem hat der Wind, der Hitze aus der Stadt treibt, meist tagsüber sein Maximum und schläft nachts ein.
Gesundheitliche Folgen von Tropennächten
Hitze in der Nacht ist besonders gesundheitsschädlich, weil sich der Körper nicht ausreichend von der Tagesbelastung erholen kann, erklärt Umweltmeteorologe Briegel. Der Organismus steht unter Dauerstress: Der Schlaf wird unruhiger, Herz und Kreislauf werden stärker belastet, das Risiko für Erschöpfung, Dehydrierung oder Kreislaufprobleme steigt. Je länger eine Tropennacht-Phase andauert, desto mehr steigt das Risiko für langfristige gesundheitliche Schäden und Todesfälle.
Der Epidemiologin Alexandra Schneider vom Helmholtz Zentrum München zufolge gehört Hitze schon jetzt zu den wichtigsten umweltbedingten Gesundheitsrisiken in Deutschland.
Kann der Wärmeinsel-Effekt gestoppt werden?
„Deshalb denken viele Menschen, dass Stadtumbau reicht, um den Effekt abzuwenden“, sagt Briegel. Tatsächlich aber seien die Möglichkeiten begrenzt. Selbst mit engagierten Maßnahmen lasse sich nur eine Minderung, aber kein Stopp erreichen. „Die Städte werden immer heißer werden, das ist definitiv so.“
Ein zentraler Faktor ist die Größe einer Stadt – und gezielt verkleinern lässt sie sich schwerlich. Luftschneisen und lockere Bebauung helfen, aber „wir können keine Gebäude abreißen und im Zuge der Wohnungskrise werden Städte derzeit sogar noch stärker verdichtet“, so Briegel.
Anpassung des Menschen und Klimaanlagen
Der Körper akklimatisiert sich zwar im Jahresverlauf, aber die ersten Hitzetage werden stets als unangenehmer empfunden. Bei Südeuropäern kommt eine Verhaltensanpassung zum Tragen: Siesta zur Mittagszeit und Aktivitäten bis in die Nacht, sowie die Flucht aus der Stadt im Sommer. In Berlin werde dies künftig normal werden, glaubt Briegel – für den, der es sich leisten könne. Der sozioökonomische Status bestimme stark mit, wie stark jemand betroffen sei.
Klimaanlagen sind keine ideale Lösung: „Klimaanlagen sind im Endeffekt Wärmetauscher: Drinnen wird es kühler, draußen über die Abluft aber noch wärmer“, erklärt Briegel. Einer Studie zu Paris zufolge könnte die Außentemperatur um rund zwei Grad steigen, wenn bei einer intensiven Hitzewelle verbreitet Klimaanlagen zum Einsatz kämen. Pflegestationen, Krankenhäuser und Kindergärten müssten damit ausgestattet werden, aber nicht jedes Büro und jedes Eigenheim müsse auf 19 Grad gekühlt werden.
Dämmung und Begrünung: Vor- und Nachteile
Ein gut gedämmtes Haus heizt sich langsamer auf, kühlt aber auch langsamer ab. Bei einer drei- oder viertägigen Hitzewelle verschafft die Dämmung einen Zeitpuffer. „Auch 10-Tage-Hitzewellen wird es zwar mehr geben als bisher, aber weitaus häufiger bleiben die kürzeren Phasen – und bei denen ist Dämmung ein Vorteil“, so Briegel.
Bäume in Parks fangen tagsüber Sonnenstrahlung ab und kühlen durch Verdunstung. Nachts wirken Baumkronen jedoch wie eine Wolke: Sie halten die Wärme in Bodennähe. „Wichtig ist darum immer ein Mosaik aus Bäumen und Freiflächen“, sagt Koßmann. In schmalen Straßenschluchten könne es sinnvoll sein, nur auf einer Seite Bäume zu pflanzen. Der Kühleffekt einer großen Grünfläche reicht maximal einige Hundert Meter in die Umgebung.
Längerfristig drohen viele Bäume und Grünflächen einzugehen, da sie unter Hitze und Wassermangel leiden. „Eine braune Wiese hat aber ähnliche thermische Eigenschaften wie eine Asphaltfläche“, so Briegel. Das sei ein Grund, warum viele Parks in Südeuropa gepflastert und kaum begrünt seien.
