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KlimaNOTFALL – Was sind sog. „urbane Hitzeinseln“?

Einleitung

Die fortschreitende Klimakrise verändert das Leben in Städten grundlegend. Besonders in urbanen Räumen manifestiert sich die Erwärmung durch das Phänomen der sogenannten „urbanen Wärmeinseln“ (Urban Heat Islands, UHI). Diese führen dazu, dass Städte im Vergleich zu ihrem Umland deutlich höhere Temperaturen aufweisen – mit gravierenden Folgen für die Gesundheit der Bevölkerung. Die medizinisch relevanten Auswirkungen reichen von akut lebensbedrohlichen Zuständen wie Hitzschlag über eine Zunahme von Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen bis hin zu einer massiven Belastung der Notfallversorgung und Rettungsdienste. Besonders betroffen sind vulnerable Gruppen wie ältere Menschen, Kinder, chronisch Kranke und sozial Benachteiligte.

https://joint-research-centre.ec.europa.eu/jrc-news-and-updates/urban-heat-islands-managing-extreme-heat-keep-cities-cool-2024-07-22_en#:~:text=Heat%20extremes%20and%20urban%20heat,islands

Was sind „urbane Wärmeinseln“?

Urbane Wärmeinseln (Urban Heat Islands, UHI) sind Stadtbereiche, in denen die Luft- und Oberflächentemperaturen deutlich höher sind als im ländlichen Umland – vor allem nachts. Die Differenz kann in deutschen Großstädten bis zu 10 Kelvin/Celsius betragen, im Mittel liegen die Unterschiede meist zwischen 2 und 4 Kelvin/Celsius (Stadtmitte vs. Umland). Die Ursachen für dieses Phänomen sind vielfältig:

  • versiegelte Flächen: Asphalt, Beton und andere Baumaterialien speichern tagsüber Wärme und geben sie nachts langsam wieder ab
  • fehlende Vegetation: Bäume und Grünflächen fehlen oft, sodass Verdunstungskühlung und Schattenwirkung ausbleiben
  • anthropogene Wärmequellen: Verkehr, Industrie und Hausbrand setzen zusätzliche Wärme frei
  • Gebäudegeometrie: dichte Bebauung und enge Straßenschluchten behindern die Luftzirkulation und verhindern nächtliche Abkühlung
  • geringere Verdunstung: versiegelte Böden leiten Niederschlag oberirdisch ab, statt ihn für Verdunstungskühlung zu speichern
  • Klimakrise als Verstärker: steigende Durchschnittstemperaturen und häufigere Hitzewellen machen Wärmeinseln von einem „urbanen Mikroklima-Phänomen“ zu einem massiven Gesundheitsrisiko

Diese Faktoren führen dazu, dass Städte besonders während sommerlicher Hochdruckwetterlagen und bei windschwachen, klaren Nächten kaum abkühlen („Tropennächte“). Für die Notfallmedizin heißt das: Gleiche Hitzewelle, aber sehr unterschiedliche Exposition – je nach Stadtviertel.

Außerdem verschlechtert der UHI-Effekt in Kombination mit hohen Temperaturen die Luftqualität deutlich: Durch verstärkte photochemische Reaktionen steigen bei UV‑Einstrahlung die Konzentrationen von bodennahen Ozon, während die aufgeheizte Stadtluft Schadstoffe in Bodennähe festhält. Das verschärft laut Studien chronische respiratorische Erkrankungen wie Asthma und COPD und führt schneller zu akuten kardiorespiratorischen Notfällen.

Wasserflächen und Vegetationszonen wirken als stabile Kühlinseln: Während Oberflächen tagsüber stark schwanken, bleibt Wasser nahezu temperaturkonstant und verhindert extreme Aufheizung. Dadurch entstehen in Parks, Freiflächen und an Gewässern kühlere Bereiche, während Innenstadtlagen deutlich wärmer bleiben als Übergangsbereiche zu Vorstadt und Land. (Quelle: https://www.epa.gov/heatislands/what-are-heat-islands)

Exkurse zu den Ursachen

EXKURS – Versiegelungsgrad und die thermische Speichermasse
Verdichtete Städte wie Ludwigshafen oder Mannheim weisen Versiegelungsgrade von über 65 % auf. Asphalt, Beton und Ziegel besitzen eine hohe Wärmekapazität und geringe Albedo, absorbieren daher fast die gesamte Sonneneinstrahlung und speichern sie tief in ihrer Struktur. Dadurch heizt sich der Untergrund stark auf und gibt die Wärme zeitverzögert wieder an die Umgebung ab – ein zentraler Mechanismus urbaner Überwärmung.

EXKURS – fehlende Evapotranspiration
Evapotranspiration ist die gesamte Menge an Wasser, die von der Erdoberfläche (Boden, Gewässer) verdunstet und von Pflanzen an die Atmosphäre abgegeben wird.
Die fehlende Evapotranspiration lässt in Städten die natürlichen Kühlmechanismen kollabieren: In vegetationsreichen, unversiegelten Landschaften wird ein Großteil der Sonnenenergie in latente Wärme für Verdunstung und Pflanzen­transpiration umgewandelt – ein starker natürlicher Kühleffekt. In versiegelten Städten fehlt dieser Prozess weitgehend, sodass die Energie fast vollständig als sensible Wärme in die Aufheizung von Oberflächen und bodennaher Luft fließt. Dadurch steigt die Vulnerabilität der Stadtbevölkerung ggü. Hitzeperioden deutlich, und Studien zeigen, dass mehr städtisches Grün hitzebedingte Todesfälle reduzieren kann.

EXKURS – anthropogene Abwärme
Anthropogene Abwärme heizt Städte zusätzlich auf: Verkehr, Industrie, Serverfarmen und besonders Klimaanlagen geben kontinuierlich Wärme an die ohnehin überhitzte Außenluft ab. Dadurch verstärkt sich der UHI‑Effekt weiter. Dadurch entsteht ein Teufelskreis: Mehr Hitze führt zu mehr Klimaanlagen‑Nutzung, die wiederum mehr Abwärme und – bei fossilem Strom – zusätzliche Treibhausgase erzeugt, wodurch sich lokale und globale Erwärmung gegenseitig verstärken.

EXKURS – veränderte Windströmung und urbane Geometrie
Die urbane Geometrie blockiert die natürliche Konvektionskühlung: Hohe Gebäude und enge Straßenschluchten erhöhen die aerodynamische Rauigkeit, bremsen den bodennahen Wind aus und reduzieren den Luftaustausch mit dem kühleren Umland. Dadurch bleibt die aufgeheizte Luft in der Stadt gefangen und die thermische Entlastung fällt weitgehend aus.

Wer ist besonders gefährdet?

Urbane Wärmeinseln sind ein Brennglas für soziale Ungleichheit:

  • ältere Menschen (v. a. alleinlebend, immobil)
  • Menschen mit kardiovaskulären, respiratorischen oder psychiatrischen Erkrankungen
  • Kinder und Säuglinge
  • Menschen mit niedrigem sozioökonomischem Status, in prekären Wohnverhältnissen, ohne Zugang zu kühlen Räumen
  • Outdoor-Arbeiter*innen (Bau, Logistik, Lieferdienste)
  • Menschen mit eingeschränkter Entscheidungs- oder Urteilsfähigkeit (Demenz, schwere psychische Erkrankungen)

Studien zeigen, dass hitzebedingte Mortalität und Morbidität in sozial benachteiligten, dicht bebauten Stadtvierteln mit wenig Grünflächen deutlich höher sind – genau dort, wo die urbane Wärmeinsel am stärksten ausgeprägt ist.

Die politische Dimension – Hitzeinseln als Frage der Klimagerechtigkeit

Urbane Wärmeinseln sind kein „Naturphänomen“, sondern Ergebnis von Stadtplanung, Verkehrspolitik, Wohnungsmarkt und Klimapolitik. Wer in schlecht isolierten Wohnungen ohne Grünflächen lebt, zahlt mit höherem Risiko für Hitzetod, Herzinfarkt oder Schlaganfall. Für die Entscheidungsträger*innen in Politik & Gesundheit bedeutet das:

  • Klimaschutz ist Notfallprävention
  • Stadtplanung ist kardiovaskuläre Prävention
  • Sozialpolitik ist Hitzeschutz

Wenn wir, wie in den letzten Monaten und Jahren schon so oft, über „Resilienz“ reden, müssen wir über Bauwesen, Begrünung, Verkehrswende und Energiearmut reden, damit durch „urbane Hitzeinseln“ in der städtischen Notfallmedizin nicht noch ein weiterer und relevanter Belastungsfaktor für die Beschäftigten, aber auch die Patient*innen hinzukommt.

Quellen

Published inKlimaNOTFALL

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