Klimawandel: Tropische Städte könnten sich bei 2°C deutlich stärker aufheizen als ihr Umland

Wer an einem heißen Sommernachmittag aus einem Park in eine dicht bebaute Innenstadt läuft, spürt den Unterschied sofort: Städte sind wärmer als das Umland. Viele kennen dieses Gefühl aus eigener Erfahrung.

Der Grund ist bekannt. Asphalt, Beton, Verkehr und eng stehende Gebäude speichern Wärme und geben sie langsam wieder ab. Gleichzeitig fehlen häufig Bäume, Grünflächen und offene, unversiegelte Böden, die sonst für Abkühlung sorgen würden. Was zunächst nach einem kleinen Plus an Wärme klingt, wird bei hohen Temperaturen schnell zu einem ernsthaften Problem.

Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Lage in vielen tropischen Städten noch kritischer ist, als Fachleute bislang angenommen hatten.

Selbst wenn es der Welt gelingt, die globale Erwärmung auf 2°C zu begrenzen, könnten sich manche urbane Gebiete deutlich stärker aufheizen als die benachbarten ländlichen Regionen.

Für Millionen Menschen könnte diese zusätzliche Hitze über Jahrzehnte hinweg den Alltag, die Gesundheit und die Sicherheit prägen.

Warum tropische Städte stärker gefährdet sind

Städte nahe am Äquator bewegen sich beim Thema Hitze ohnehin bereits am Limit. Hohe Luftfeuchtigkeit, intensive Sonneneinstrahlung und lange warme Jahreszeiten lassen wenig Spielraum. Kommt der Klimawandel hinzu, steigt die Belastung besonders schnell.

Das Forschungsteam nahm vor allem mittelgroße Städte in den Blick – also Orte mit etwa 300,000 bis einer Million Einwohnern. Solche Städte wachsen häufig rasant, stehen aber deutlich seltener im Fokus als Megastädte.

Dabei gibt es weltweit mehr als zweieinhalbmal so viele dieser mittelgroßen Städte wie Städte mit über einer Million Einwohnern. Entsprechend groß ist die Bevölkerungsgruppe, die von den Entwicklungen dort betroffen ist.

Die Auswertung zeigt: In 81 percent der untersuchten Städte dürften sich die Landoberflächentemperaturen am Tag stärker erhöhen als im umgebenden ländlichen Raum. Teilweise kann der Unterschied erheblich sein.

In 16 percent der Städte könnten die urbanen Temperaturen – wenn die Erde sich Richtung 2°C globaler Erwärmung bewegt – um etwa 50 to 100 percent stärker ansteigen als in der nahe gelegenen Umgebung. Dieses Niveau dürfte in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts erreicht werden.

Wie Forschende die Hitze berechnet haben

Geleitet wurde die Studie von Dr Sarah Berk von der University of East Anglia. Das Team verband fortschrittliche Klimaprojektionen mit Modellen des maschinellen Lernens.

Mit dieser Kombination ließen sich Veränderungen der städtischen Wärmeinseln auch in Weltregionen abschätzen, in denen klassische Klimamodelle an Grenzen stoßen – insbesondere bei kleineren Städten.

„Unter dem Klimawandel stehen Städte nicht nur vor der Herausforderung steigender Temperaturen in ihrem Umfeld, sondern auch vor möglichen Veränderungen ihrer Wärmeinseln“, erklärte Dr Berk.

„Globale Klimamodelle sind zwar unverzichtbar, um künftige Temperaturänderungen zu projizieren, doch ihre Fähigkeit, Trends in kleineren Städten abzubilden, ist begrenzt. Selbst globale Modelle mit hoher Auflösung können Veränderungen nur für die größten urbanen Räume oder Megastädte vorhersagen.“

„Um diese Lücke zu schließen, haben wir in unserer Studie Veränderungen der Landoberflächentemperatur in mittelgroßen Städten projiziert und gezeigt, dass in vielen von ihnen die urbane Erwärmungsrate höher ist als in der ländlichen Umgebung.“

Was die Zahlen zeigen

Die untersuchten Städte liegen überwiegend in tropischen und subtropischen Zonen, darunter Monsunregionen wie Indien, China und Westafrika.

Dort ist die saisonale Hitze schon heute stark ausgeprägt. Zusätzliche Erwärmung wirkt sich deshalb härter aus als in kühleren Klimaten.

„Hitzestress in Städten unter dem Klimawandel ist ein wachsendes Problem, da viele Städte in den Tropen und Subtropen wärmer sein können als ihre ländliche Umgebung, was ihre Verwundbarkeit gegenüber steigenden Temperaturen erhöht“, sagte der Koautor Professor Manoj Joshi.

Einige Ergebnisse sind besonders auffällig: Laut Analyse könnten mehrere Städte in Nordostchina und im Norden Indiens um etwa 3°C wärmer werden.

Gleichzeitig zeigen umfassendere Erdsystemmodelle für die jeweiligen Regionen nur eine Erwärmung von 1.5–2°C.

„Diese Analyse zeigt, dass selbst modernste Projektionen die zukünftige städtische Erwärmung wahrscheinlich unterschätzen“, so Joshi.

In den fünf größten Städten der Untersuchung – darunter Orte wie Jalandhar in Indien, Fuyang in China und Kirkuk im Irak – ergibt sich gegenüber dem ländlichen Umfeld ein zusätzliches Plus von 0.7–0.8°C.

Andere Städte könnten deutlich stärkere Sprünge erleben: Asyut in Ägypten, Patiala in Indien und Shangqui in China würden demnach eine zusätzliche Erwärmung von 1.5–2°C erreichen – also bis zu 100 percent mehr als die nahe gelegenen Landflächen.

Klimawandel und städtische Hitze

Hitze bedeutet nicht nur Unbehagen, sondern kann lebensgefährlich werden. Steigende Temperaturen in Städten erhöhen das Risiko für Hitzerschöpfung, Hitzschlag und Herz-Kreislauf-Probleme.

Hinzu kommt: Auch die Nächte bleiben wärmer, sodass der Körper weniger Zeit zur Erholung hat. Stromnetze geraten stärker unter Druck, weil Klimaanlagen länger laufen. Der Wasserbedarf steigt. Arbeit im Freien wird anstrengender und riskanter.

„Diese Ergebnisse unterstreichen außerdem, wie wichtig es ist, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Hitzeexposition in Städten zu untersuchen, da der Klimawandel zu einer höheren Häufigkeit extremer Hitzeereignisse führt, die schwerwiegende Folgen für die menschliche Gesundheit haben können, einschließlich einer erhöhten Sterblichkeit“, sagte Professor Joshi.

Um andere Einflüsse auszuschließen, die das Bild verfälschen könnten, gingen die Forschenden gezielt gegen Störfaktoren vor: Gebirgs- und Küstenstädte wurden nicht berücksichtigt, um abkühlende Effekte durch Höhenlage, Seen oder Ozeane zu vermeiden. So sollen die Ergebnisse vor allem Klima- und Stadtprozesse widerspiegeln – nicht die lokale Geografie.

Planung für heißere Städte

Aus der Studie ergibt sich eine klare Botschaft: Viele Städte – besonders in den Tropen – könnten sich schneller aufheizen, als es in der Stadtplanung bislang einkalkuliert wird.

Mittelgroße Städte sollten weder als „kleine Megastädte“ behandelt noch insgesamt übersehen werden. Die Risiken sind real und können im Einzelfall sogar größer ausfallen.

Bessere Projektionen geben Stadtverantwortlichen die Möglichkeit, gezielter zu handeln. Dazu zählen etwa mehr Baumbestand, eine andere Bauweise, bessere Durchlüftung sowie Gesundheitssysteme, die häufiger auftretende Hitzewellen besser bewältigen können.

Während die Stadtbevölkerungen weiter wachsen, kann ein besseres Verständnis dafür, wie sich Hitze innerhalb von Städten verhält, darüber entscheiden, ob Kommunen mit der Belastung zurechtkommen – oder in eine Krise geraten.

Die vollständige Studie erschien in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.