Belastungen urbaner Räume

Version vom 3. Mai 2012, 12:15 Uhr

Städte stehen mit dem Klimawandel in besonderem Maße in Zusammenhang. Zum einen sind sie als industrielle und zivilisatorische Ballungsräume Hauptemittenten von CO2, und zählen damit zu den wichtigsten Verursachern des Klimawandels. Zum anderen werden sie in vielerlei Hinsicht drastischer von den Auswirkungen des Klimawandels betroffen und bedroht, als dünnbesiedelte ländliche Gebiete.

Neben den klimatischen Besonderheiten in Städten, stellen diese Gebiete auch eine Konzentration von Werten (Gebäuden, Gärten, Straßen, Fahrzeuge, Infrastruktur) dar. Ein durch klimatische Extremereignisse hervorgerufener Schaden fällt somit in der Stadt automatisch intensiver aus, als in dünn besiedelten Gebieten.

Hinzu kommt, dass sie für die menschliche Globalbevölkerung den wichtigsten Lebensraum darstellen. Derzeit leben 50% der Weltbevölkerung in Städten und die Tendenz ist steigend. Für 2050 werden bereits 70% der Menschen als städtisch sesshaft angenommen. (Vortrag Ulrike Weiland "Städte im Klimawandel")

Besonderheiten von Stadtklima

Das städtische Lokalklima unterscheidet sich in einigen Aspekten stark vom Klima der ländlichen Umgebung.

Zum einen sind es die sehr dichte Bebauung, die ausgeprägte Versiegelung des Bodens und die eingeschränkte Vegetation, zum anderen die erhöhte Schadstoffemission und Abwärmeproduktion, die hier bedeutende Einflussgrößen darstellen (Wikipedia "Stadtklima").

Zu den deutlich erhöhten Emissionswerten in Ballungsräumen tragen nicht nur das überproportionale Verkehrsaufkommen und die hohe Dichte von Industrie- und Gewerbebetrieben sondern auch der stadttypisch häufige Hausbrand bei. Durch den Klimawandel werden die ungünstigen klimatischen Bedingungen in der Stadt verschärft, was sich auf Lebensqualität aber auch auf Infrastruktur und Wirtschaft auswirken kann ("Kommunen im Klimawandel-Wege zur Anpassung").

Die Hauptfolge des Klimawandels ist generell, aber vor allem in Hinblick auf städtische Strukturen, eine Veränderung im Wärmehaushalt. Die Tendenz zu höheren Durchschnittstemperaturen wird sich vermutlich am drastischsten in einer jährlichen Zunahme der Tage mit extremer Hitzebelastung äußern. Für urbane Räume ist in diesem Zusammenhang relevant, dass Gebäude und Infrastruktur zukünftig einer deutlich höheren thermisch-mechanischen Belastung ausgesetzt werden. Darüber hinaus werden vor allem bioklimatische Beeinträchtigungen erwartet.

Das thermische Wohlbefinden des Menschen wird außer von Temperatur auch von der Kombination aus Windgeschwindigkeit, Luftfeuchte und Strahlungshaushalt beeinflusst. All diese Faktoren sind mutmaßlich vom Klimawandel betroffen.

Auf der anderen Seite könnten steigende Temperaturen auch in einen geringeren Heizbedarf münden (BBSR Online Publikation 23/2009).

Wärmehaushalt

Plane Bebauungsgeometrien (Hauswände, Straßen, Flachdächer) stellen große Absorptionsflächen  für Sonneneinstrahlung dar. Baustoffe von Gebäuden und Straßen funktionieren als effiziente Wärmespeicher, die die Strahlungsenergie nur langsam wieder abgeben. Darüber hinaus  generieren verschiedenste städtische Prozesse ein bedeutendes Maß an Abwärme. Im Sommer wird so die Tageshitze in Städten akkumuliert, im Winter sorgt die Dichte der heizenden Haushalte für einen Temperaturanstieg im Vergleich zu locker oder nicht besiedelten Gebieten.

Das Zusammenwirken dieser Faktoren führt zu einer deutlichen Erhöhung der Durchschnittstemperatur in Städten gegenüber dem Umland, und es entstehen sogenannte Wärmeinseln.

Zu dieser wärmespeichernden Beschaffenheit der Stadtlandschaft, kommen ihre, typischer Weise verringerten, Abkühlungskapazitäten:

Die Bodenversiegelung führt zu schneller Ableitung von Niederschlagswasser  in die Kanalisation, so dass auch Kühlung durch Bodenverdunstung stark eingeschränkt ist. Vegetation, die mit Verdunstungsleistung Abkühlung verschafft, existiert nur bedingt.

ULRIKE WEILAND: Durch die erwarteten Temperatursteigerungen im Zuge des Klimawandels wird sich auch dieser Wärmeinseleffekt steigern, sodass Städte von den Temperaturtrends in stärkerem Maße betroffen sein werden als einige andere menschliche Siedlungsgebiete.

Hitzewellen und steigende Temperaturmaxima sowie vermehrt auftretende Tropennächte (Nächte nicht unter 20°C) werden in der Stadt besonders belastend. In Zusammenspiel mit baulich bedingter Einschränkung der Windgeschwindigkeit und hoher thermischer und solarer Strahlung ist die gefühlte Temperatur deutlich verschärft.

Die Negativen Auswirkungen dieser Umstände betreffen vor allem den Bereich Gesundheit. Besonders Alte und Kranke Menschen und kleine Kinder sind hier gefährdet. Im Hitzesommer 2003 starben ca. 7000 Menschen in Deutschland an den Folgen der überhöhten Temperaturen. Trends zu vermehrt auftretenden Hitzewellen werden, auch in Hinblick auf die derzeitigen demographischen Entwicklungen, zu einer erhöhten Mortalität führen.

Zudem leidet auch die Infrastruktur unter steigenden Temperaturen. Straßenbeläge werden weich und leichter beschädigt, Schienen können sich verziehen. Der Verkehrsfluss kann hierdurch behindert werden, was sowohl den einzelnen Verbraucher als auch Industrie und Gewerbe beeinträchtigt. Für diese ist auch der erhöhte Kühlbedarf und gegebenen Falls auch der damit verbundene Anstieg im Wasserverbrauch relevant.

Wasserhaushalt

Trockenheit

Die Verdunstung durch Grünland und Wald oder feuchte Böden fehlt in der Stadt beinahe völlig, und die Größe und Anzahl von Wasserflächen ist hier stark begrenzt. Dies führt zu einer generell geringeren Luftfeuchtigkeit im urbanen Raum und wirkt sich unmittelbar auf die Lebensqualität aus.

Im Zuge des Klimawandels findet nicht nur eine Zunahme der globalen Durchschnittstemperatur statt, sondern auch –für Deutschland- eine Niederschlagverschiebung. Es wird davon ausgegangen, dass die Sommer niederschlagsärmer und die Winter niederschlagsreicher werden.

Zukünftig trockeneren Sommern könnten den nachteiligen Luftfeuchte-Haushalt des Stadtklimas spürbar verschärfen.

Auch wird mit zunehmender Häufigkeit von Trockenperioden und Dürren gerechnet, worunter städtische Parkanlagen, Wälder und Pflanzungen zu leiden haben. Hier besteht erhöhter Bewässerungsbedarf der auch mit erhöhtem Energieverbrauch verbunden ist. Trockenheit kann besonders im Frühjahr, beim Einsetzen der Wachstumsperiode große Schäden am Stadtgrün hinterlassen, auch wenn sie nicht in Verbindung mit einem Hitzeereignis auftritt.

Weiterhin erhöht sich mit zunehmender Trockenheit auch die Brandgefahr, nicht nur in Wäldern sondern auch bei Hölzernen Bauelementen wie Dachstühlen etc. Und es kann zu Absinken des Grundwasserspiegels oder anderer Gewässerstände kommen. Was immer mit der Gefahr der Nährstoffanreicherung und Algenblüten gekoppelt ist.  Dies trifft besonders für die typischerweise kleinen Wasseranlagen in Städten zu.

Trockenere Sommer und Wasserverknappung können zu deutlich niedrigeren Flussständen führen. In manchen Teilen der Erde stellt dies eine Gefährdung der Trinkwasserversorgung dar, darüber hinaus können Kraftwerkskühlung und Binnenschifffahrt hierdurch beeinträchtigt werden.  

Wind

Die Windgeschwindigkeit in Stadtgebieten ist durch die hohe Bebauung im Mittel etwas reduziert, allerdings können sich an Gebäuden Luftwirbel und in Bebauungslücken Düseneffekte bilden, die in kleinräumig starke Böen münden.
Zusammen mit der erhöhten Schadstoffemission kann der eingeschränkte Luftaustausch als Folge verminderter Windgeschwindigkeit zu einer deutlichen Anreicherung toxischer Luftschadstoffe über Ballungsgebieten führen, und vor allem im Sommer die Bildung von Ozon begünstigen.

Besondere Betroffenheit urbaner Räume

Neben diesen klimatischen Besonderheiten in Städten, stellen diese Gebiete auch eine Konzentration von Werten (Gebäude, Gärten, Straßen, Fahrzeuge, Infrastruktur) dar. Ein durch klimatische Extremereignisse hervorgerufener Schaden fällt somit in der Stadt automatisch intensiver aus, als in dünn besiedelten Gebieten.