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Hitzewellen sind in Zukunft unvermeidlich

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 22.06.2015 10:04

Mehr und stärkere Hitzewellen prognostizieren Klimaforscher für Europa im Lauf des 21. Jahrhunderts. Das ist eine der Folgen des globalen Klimawandels, die sich aus einer wachsenden Zahl von Studien herausschält. Die ersten Anzeichen gibt es schon, selbst im kühlen und ehemals so regenreichen England.

Landwirtschaft. (Foto: Wikipedia/Hinrich)Der Sommer 2003 wird in Europa nicht so schnell vergessen werden. Mit dem ersten August begann die längste und stärkste Hitzewelle, die man auf dem Kontinent bislang verzeichnet hat. Von Portugal bis in die Slowakei ächzten die Menschen unter Rekordtemperaturen, die kein Ende nehmen wollten. Erst zur Monatsmitte hatte die Gluthitze ein Ende, bis dahin hatte sie wohl 35.000 Leben gekostet und Schäden im zweistelligen Milliardenbereich angerichtet.

Die Extremhitze von 2003 wurde allgemein als ein Jahrtausendereignis angesehen, doch möglicherweise hatte man bei dieser Einschätzung die Rechnung ohne den vom Menschen befeuerten Klimawandel gemacht. "Die Chancen für so eine extreme Hitzewelle haben sich in den vergangenen Jahren von einmal in 1000 auf einmal in 100 Jahren erhöht", erklärt Nikos Christidis vom britischen Wetterdienst UK Metoffice, "und werden sich unseren Projektionen zufolge ab den 30er oder 40er Jahren dieses Jahrhunderts alle zwei Jahre ereignen, wenn wir weiterhin so viele Treibhausgase ausstoßen."

Christidis hat in "Nature Climate Change" eine umfangreiche Untersuchung der Sommertemperaturen vorgestellt, die in Süd- und Westeuropa seit 1900 gemessen wurden. Eine gleichartige Vorläuferstudie hatte das Metoffice bereits 2003 veröffentlicht, dem Jahr des Rekordsommers. Der Vergleich mit den damaligen Ergebnissen zeigt erst die ganze Dramatik der Entwicklung. "Extrem warme Sommer, die Anfang des 21. Jahrhunderts etwa zweimal pro Jahrhundert erwartet wurden, dürften sich jetzt zweimal pro Dekade ereignen", erklärt Nikos Christidis vom britischen Wetterdienst UK Metoffice. So hat sich in dem Gebiet zwischen Iberischer Halbinsel, Großbritannien und dem Alpenraum zwischen 2003 und 2012, dem Stichjahr der jüngeren Studie, die Durchschnittstemperatur für den gesamten Sommer um 0,81 Grad erhöht, und das obwohl auf globaler Ebene der Temperatur in diesen Jahren pausierte. "Allein dadurch", so Christidis, "steigt die Wahrscheinlichkeit von Hitzewellen drastisch an." Im Jahr 2100 wird eine Bullenhitze wie 2003 eher als kühler Sommer durchgehen.

Sichtbar wird der Trend auch in der ältesten Wetterstatistik der Welt. Die Central England Temperature wird vom Hadley Center des britischen Wetterdienstes betreut und zeichnet seit 1659 Temperaturen aus dem englischen Herzland zwischen London im Osten, Bristol im Westen und Lancashire im Norden. Von 1772 an wurden tägliche Thermometerwerte genommen, von 1878 stets mehrere Stationen berücksichtigt. Seit rund 60 Jahren steigen die Mittelwerte in dieser jahrhundertelangen Datenreihe kontinuierlich, 2014 war der absolute Höhepunkt. Im Jahresmittel über Winter und Sommer hinweg wurden 10,93 Grad gemessen - der nächsthöchste Wert stammt aus dem Jahr 2006 und ist nur 0,06 Grad geringer.

Trend in England sichtbar gemacht

 

Eine Arbeitsgruppe aus Australien und den Niederlanden hat diese Temperaturstatistik jetzt benutzt, um den Einfluss des Menschen zu identifizieren. "Wir konnten zeigen, dass der menschliche Einfluss die Wahrscheinlichkeit eines warmen Jahrs um das 13fache steigert", schreiben die Autoren in ihrem Bericht in den "Environmental Research Letters". Die Aussage gilt mit einer statistischen Wahrscheinlichkeit von 90 Prozent und ist umso erstaunlicher, als das Wetter auf den britischen Inseln von Natur aus sehr wechselhaft ist, langfristige Veränderungen also leicht verschleiert werden.

Die Forscher ließen die Standard-Klimamodelle, die das Weltklimaforschungsprogramm und der Weltklimarat ICDP ebenfalls verwenden, die Entwicklung von 1900 bis ins Jahr 2020 rechnen, einmal mit ausschließlich natürlichen Einflüssen und einmal mit den Einflüssen, die die Menschheit auf das Klima ausübt, wenn sich an den Treibhausgasemissionen nichts ändert. Die Differenz beim Temperaturanstieg wurde auf den menschlichen Einfluss zurückgeführt. Unter rein natürlichen Bedingungen hätte sich ein warmes Jahr wie das von 2006 erst 2127 wieder ereignet. Kommt der Mensch mit ins Spiel, ergeben die Klimamodelle im Mittel jedoch eine Wiederholzeit von nur noch fünf Jahren. Der Rekord von 2006 wäre im simulierten England also schon 2011 wieder eingestellt worden, das reale England brauchte bis 2014 dafür.

Peking im Smog. (Foto: Flickr, gmoorenator)Besonders ausgeprägt ist der Trend zu mehr und stärkeren Hitzewellen in Ballungsräumen, weil hier Mauern, Beton und Asphalt die eingestrahlte Sonnenenergie regelrecht speichern und sie nachts wieder abgeben. Eine dritte Untersuchung von indischen und amerikanischen Forschern in den "Environmental Research Letters" zeigt, dass man in den meisten Siedlungszentren der Erde mit über 250.000 Einwohnern in den vergangenen 40 Jahren unter wachsenden Hitzeproblemen litt. In zwei Dritteln der Gebiete stieg die Zahl der heißen Nächte signifikant, die Hälfte der urbanen Zentren verzeichnete auch einen Anstieg der sehr heißen Tage. Vier der fünf heißesten Jahre waren zudem die vier letzten Jahre der Datenbank.

Die Forscher nutzten für ihre Untersuchung Bestände des US-Klimadatenzentrums NCDC, das seit 1973 gemittelte Tagesdaten für ein weltumspannendes Netz von Wetterstationen sammelt. 217 dieser Wetterstationen lagen in der Nähe eines Ballungsraums von mindestens 250.000 Einwohnern, vorzugsweise am Flughafen der jeweiligen Stadt. Damit haben die Wissenschaftler um Vimal Mishra vom Indischen Institut für Technologie in Gandhinagar gut ein Drittel der Großstädte unseres Planeten abdecken können. "Die Ballungsräume machen zwar nur einen kleinen Teil der Festlandsfläche aus, aber sie sind Zentren des Wohlstands", so Mishra, "erstaunlicherweise haben sich bislang nur wenige Studien damit beschäftigt, wie es ihnen in Zeiten des Klimawandels ergeht."

Städte müssen sich für Hitzewellen wappnen

 

Dabei ist es wesentlich, dass die Menschheit in den Städten, in denen seit 2007 die Mehrheit wohnt, mit den steigenden Temperaturen zurechtkommt. Am Karlsruhe Institut für Technologie haben Forscher am Beispiel Stuttgart simuliert, wie sich eine mitteleuropäische Stadt an die kommenden Hitzewellen anpassen kann. "Durch ihre Lage im Kessel ist die Stadt Stuttgart sehr interessant für Modellrechnungen zum Stadtklima“, erklärte Joachim Fallmann vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung. Fallmann und seine Kollegen vom Teilinstitut für atmosphärische Umweltforschung in Garmisch-Partenkirchen hatten den Rekordsommer 2003 genommen und seinen Verlauf im Stuttgarter Kessel unter verschiedenen Anpassungsstrategien simuliert. Eine der einfachsten besteht darin, die Gebäudeoberflächen und Straßen so hell wie möglich zu halten, damit möglichst viel Sonnenenergie reflektiert wird. Die Simulation ergab wenig überraschend, dass dieser Albedoeffekt sehr wirkungsvoll ist.

Allerdings zeigte sich in kälteren Jahreszeiten die Kehrseite dieser Sonnenadaption: "Feinstaub und Schadstoffe halten sich näher am Boden und sind stärker konzentriert als in einer wärmeren Stadt", beobachtete Fallmann. Das liegt daran, dass die hellere Stadt in kälteren Zeiten weniger Thermik entwickelt, weil die meiste Sonnenenergie reflektiert wird. Die bessere Kühlung im Sommer wird so eventuell durch mehr Smog im Winter erkauft. Die Umweltforscher vom KIT raten daher den Städten zu einer mehrgleisigen Strategie. Hellere Oberflächen sollten durch mehr Bäume in den Straßen ergänzt werden. Die sorgen nicht nur für grüne Tupfer im Stadtbild, sondern reinigen auch die Luft. Allerdings müssen die städtischen Gartenexperten auch hier an die Luftqualitäten der Bäume denken. Pappel, Eiche und die als Alleebaum so gefragte Platane sorgen mit ihren Pollen für eine zusätzliche Belastung. Ahorne dagegen sind empfehlenswert.

Letztlich, so Joachim Fallmann, muss jede Stadt individuell betrachtet werden: "Stuttgart hat ganz andere Voraussetzungen als beispielsweise München, wo die Alpen häufig Frischluft liefern." Die Stadtsimulation soll jetzt so verfeinert werden, dass sie jeder interessierten Kommune maßgeschneiderte Lösungen bieten kann. Schließlich werden die Deutschen auch in den kommenden Jahrzehnten hauptsächlich in Städten wohnen.