Für die Gesundheit kann der Unterschied zwischen Stadt und Umgebung relevant sein

Die Stadt als Wärmeinsel

von Holger Westermann

Stadtmeteorologie beschäftigt sich mit den Wetter-Unterschieden zwischen Siedlungen und Umland. Dabei ist nicht nur die oberirdische Bebauung relevant, sondern auch unterirdisch verlegte Leitungen, Tiefgaragen oder Bahntunnel. Sie verändern den Wasserhaushalt auch über unbebautem Gelände. Wie die oberirdische Bebauung reduziert auch der bebaute Untergrund die Verdunstung und damit die Abkühlung. Deshalb ist es in der Stadt zumeist wärmer als im Umland; Meteorologen sprechen von städtischen Wärmeinseln.

Steigt bei konstanter Wasserdampf-Konzentration der Luft die Temperatur, sinkt die relative Luftfeuchte. Denn je wärmer die Luft ist, um so mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Kühlt sie ab, entstehen bei 100% relativer Luftfeuchte (am Taupunkt) feinste Wassertröpfchen, es bildet sich Nebel. Eine Autofahrt an Nebeltagen zeigt den Effekt städtischer Wärmeinseln unmittelbar: Bei der Fahrt über Land ist der Nebel deutlich dichter als in der Stadt. Der selbe Effekt ist auch bei klarer Luft messbar (aber nicht so schön sichtbar), die relative Luftfeuchte ist in dichter Bebauung stets geringer als in der benachbarten freien Landschaft.

Zudem steigt Warmluft rascher auf als kalte. Daher verstärken sich sommerliche Nachmittags-Gewitter im Lee (dem Wind abgewandte Seite) der Städte. So bilden sich an Sommerabenden bei Südwestwind über Frankfurt /Main (Hessen, Deutschland) kräftige Gewitter in der Wetterau. Intensive Sonnenstrahlung heizt tagsüber Gebäude und Straßen, indirekt auch die Luft (Konvektion) stark auf. Abends kühlt die unbebaute Landschaft der Umgebung rasch ab, die Stadt speichert Wärme und Warmluft und reduziert die Temperatur sehr viel langsamer. Es entsteht ein starker Temperaturgegensatz von bis zu 5°C auf engem Raum. In der Stadt bleibt es auch bei Nacht unangenehm warm und stickig; die Luft „steht“. Wenige Kilometer außerhalb wird es dagegen nach Sonnenuntergang zuverlässig frisch und angenehm, was der Schlafqualität zugute kommt.

Die hohe Bevölkerungsdichte hierzulande erzwingt das Leben in Städten. Es ist ja auch nicht ausschließlich durch Unannehmlichkeiten geprägt. Zudem ist es möglich, das Stadtklima nachhaltig zu verbessern. So kann die absorbierte Sonnenenergie (Aufheizen durch Sonnenstrahlung) durch weiße Wände reduziert werden. In den sonnigen Mittelmeerländern ist das Bestandteil der traditionellen Baukultur. Erkauft wird dieser Vorteil durch einen höheren Schadstoffgehalt der Luft, denn bei niedrigerer Temperatur beschränkt sich die atmosphärische Durchmischung auf bodennahe Luftschichten. Die belastete Luft wird durch die geringe Zirkulation umgerührt aber nicht mehr nach oben abtransportiert.

Parks oder einzelne Bäume und selbst kleine Grünflächen erhöhen die Verdunstung und senken dadurch die Lufttemperatur (Verdunstungsabkühlung). Zudem ist feuchte Atemluft für viele Menschen angenehmer als sehr trockene Luft. Doch auch Bepflanzung der Städte bringt Nachteile mit sich. Bäume können zur Ozonbildung beitragen, Pollen plagen Allergiker und in engen Straßen behindern auf Hausfirsthöhe verzweigte Baumkronen die vertikale Luftzirkulation. Verdunstung und damit Abkühlung kann auch durch größere Wasserflächen erreicht werden. Mancherorts gibt es große innerstädtische Brunnen. Die Stadt Freiburg im Breisgau (Baden-Württemberg, Deutschland), lenkt Wasser in schmalen „Bächle“ durch die Straßen der Innenstadt.

Für wetterempfindliche Menschen bedeutet das Phänomen der städtischen Wärmeinseln oftmals eine Eskalation der wetterbedingten Gesundheitsbelastung. Menschen mit Atemwegserkrankungen wie COPD und Asthma spüren die Verschlechterung der Atemluft sofort, die verzögerte Abkühlung hält den Sauerstoffgehalt nachhaltig niedrig und verstärkt so die Atembeschwerden. Herz-Kreislauf-Patienten plagt der Effekt genau so wie Menschen, die unter niedrigem Blutdruck leiden. Einerseits provoziert anhaltendes Schwitzen einen enormen Wasserverlust, der das Blut eindickt. Andererseits weitet die unablässige Hitze die Adern und lässt den Blutdruck noch weiter absacken. Bleibt es Nachts sehr warm verschlechtert sich die Schlafqualität wodurch am nächsten Tag auch die Konzentrationsfähigkeit sowie Leistungs- und Motivationsbereitschaft leiden. Selbst bei Menschen, die zu depressiver Verstimmung neigen, können sich die Symptome verschlimmern.

Das meteorologische Phänomen „städtische Wärmeinsel“ verstärkt viele Probleme für wetterempfindliche Menschen. Insbesondere im Sommer, wenn sich während stabiler Hochdrucklagen bei Windstille und Sonnenschein die Stadtluft aufheizt. Andererseits kann dichte Bebauung bei windigem Regenwetter die Diskrepanz zwischen Thermometerwert und gefühlter Temperatur gering halten. Jedoch kann sich der Wind in langen hoch bebauten Straßenzügen oder zwischen Hochhaustürmen auch beschleunigen. Spaziergängern wird dort spürbar mehr Körperwärme entzogen, die gefühlte Temperatur sinkt abrupt. Für Herz-Kreislauf-Patienten bedeutet das eine ernsthafte Gesundheitsgefahr. Durch den überraschenden Temperaturabfall (relevant für Körperreaktionen ist allein die gefühlte Temperatur) ziehen sich die Adern zusammen (um weiteren Wärmeverlust zu verhindern), der Blutdruck steigt steil an und damit wächst auch das Infarktrisiko.

Die Menschenswetter-Prognose bezieht sich immer auf weite Landstriche. Kleinräumige Vorhersagen, die den Unterscheid zwischen Stadt und offener Landschaft berücksichtigen, sind derzeit noch nicht möglich. Deshalb sollten wetterempfindliche Menschen die modulierende Wirkung städtischer Wärmeinseln auf den prognostizierten Wettereinfluss berücksichtigen.

Quellen:

Dipl.-Met. Christoph Hartmann: Die städtische Wärmeinsel. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 09.04.2016

Erstellt am 10. April 2016
Zuletzt aktualisiert am 18. April 2016