Folgen des Klimawandels
für Städte:
Wie gelingt die Hitzeminderung?

Im Zusammenhang mit dem Klimawandel wird es wärmer und es gibt mehr Hitzeperioden. Gerade auch in den Städten sind die Folgen deutlich spürbar. Für bebaute Gebiete in Zürich ist bis 2040 eine Verdoppelung der Hitzetage von heute ca. 20 auf 44 und bei den Tropennächten eine Zunahme von 20 auf 50 prognostiziert (Vergleich der Perioden 1961 bis 1990 und 2021 bis 2040).

In vielen Städten sind heute darum Bestrebungen in Gang, Lösungen für die Herausforderungen des Klimawandels (Hitzeperioden, Starkwetterereignisse, Trockenheit, Veränderung Lebensräume, Flora, Fauna) zu finden. So auch in Zürich.

An der Roggenstrasse im Kreis 5 in Zürich fiel einem im Sommer 2020 auf, dass sich hier etwas verändert hat. Die 110 Meter lange Strasse ist in drei farblich unterschiedliche Abschnitte unterteilt. Nebst dem herkömmlichen, dunklen Asphalt begegnete man zwei weiteren Flächen mit helleren Strassenbelägen. Was auf den ersten Blick vielleicht wie Kunst wirken könnte, hat ganz andere Ursprünge.

Im Rahmen der Umsetzung der «Fachplanung Hitzeminderung» mass das Tiefbauamt der Stadt hier die Oberflächentemperatur und das Wärmespeicherungspotenzial der angebrachten Beläge. Damit wollte man Erkenntnisse darüber gewinnen, wie sich die unterschiedlichen Beläge auf den Anstieg der Temperatur einer Strasse auswirken. Die Resultate zeigen heute, dass die hell gefärbten Beläge – im Gegensatz zu Beschattungen durch Bäume und Häuser – einen geringen Einfluss auf die Temperatur ausüben.

Vom Klimawandel ist die ganze Welt betroffen

In der wissenschaftlichen Welt herrscht ein durchaus breiter Konsens dazu, dass der Klimawandel zum grössten Teil durch den Menschen verursacht wird. Als hauptsächliche Ursache dafür wird die erhöhte Freisetzung von Treibhausgasen seit dem Beginn der Industrialisierung angesehen. Trotz internationaler Bestrebungen, sich der Klimaerwärmung entgegenzustellen, wie beispielsweise mit der Übereinkunft von Paris, schreitet er derzeit – noch relativ ungebremst – global voran. (Siehe dazu auch unser Gespräch mit ETH-Klimaforscher Reto Knutti.)

Und das bereits heute mit teils dramatischen Auswirkungen. So verschwinden durch die weltweite Erwärmung beispielsweise Gletscher und die Polarkappen schmelzen. Aber auch Permafrostböden tauen auf und die Meeresspiegel steigen kontinuierlich an. Auch häufiger auftretende extreme Wetterereignisse und Niederschläge sowie extreme Hitzewellen und Dürren gehören zu den Folgen des Klimawandels. Zu Recht nannte der UNO-Generalsekretär António Guterres 2018 den Klimawandel als die «grösste Herausforderung unserer Zeit».

Es wird wärmer

Im globalen Durchschnitt ist es heute denn auch bereits rund 1 °C wärmer als noch 1850. In der Schweiz liegt man sogar erheblich über diesem Wert. Seit dem Beginn der Langzeitmessungen 1864 liegt die durchschnittliche bodennahe Lufttemperatur gemäss Angaben des National Centre for Climate Services (NCCS) heute um 2,1 °C höher als damals.

Gemäss dem Schweizer Klimaszenario 2018 des NCCS bedeutet das beispielsweise für den Grossraum Zürich, dass die Jahrestemperatur hier bis 2060 um 0,7 bis 3,3 °C ansteigen könnte. Im gleichen Szenario wird denn auch verdeutlicht, mit welchen Folgen der Klimaerwärmung man in Städten bis Mitte des laufenden Jahrhunderts zu rechnen hat. Dazu zählen beispielsweise mehr Hitzetage und längere Sommertrockenperioden. 

Dass solche schon heute immer stärker zur Normalität geworden sind, zeigt die Entwicklung bei den Hitzesommern in den vergangenen Jahren in der Schweiz. Gemäss dem Klimabulletin von Meteo Schweiz lagen die Sommertemperaturen der Jahre 2003, 2015, 2017 bis 2021 im Schnitt demnach mehr als 2 °C höher als diejenigen der Sommer zwischen 1981 und 2010. Es wird also wärmer. Und das immer schneller.

Wärmeinseln in Städten kühlen – auch nachts – schlechter ab

Beim Klimawandel haben Städte eine «schlechtere» Ausgangslage als beispielsweise ländliche Gebiete. Das hängt vor allem mit ihrer Bebauungsdichte und dem hohen Grad an versiegelten Flächen zusammen. Beide absorbieren die Sonneneinstrahlung enorm. So können gemäss Angaben des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) im Sommer zwischen unbebauten und bebauten Gebieten schon mal Temperaturunterschiede von bis zu 10 °C festgestellt werden. Aber auch das Fehlen grösserer Grünflächen in Städten und die mangelnde Windzirkulation tragen zu diesem Phänomen bei.

Christine Bächtiger, Fachbereichsleiterin Umwelt- und Gesundheitsschutz Zürich, meint in diesem Zusammenhang: «Der Klimawandel bringt mehr Hitzeperioden mit sich und verschärft damit die Problematik.» Dazu kommt noch der sogenannte «Wärmeinseleffekt». «Gemeint ist damit der Temperaturunterschied zwischen einer vergleichbaren Bebauung in der Stadt und auf dem Land. Dieser beträgt tagsüber bis zu 2 °C und zeigt sich besonders ausgeprägt in der Nacht, wenn die tagsüber gespeicherte Wärme verzögert an die Umgebung abgegeben wird.»

Ein Fachbericht von Meteo Schweiz hat das Phänomen für die Städte Basel, Bern, Zürich, Lausanne und Genf jüngst untersucht und kam dabei zum Schluss, dass durch den «Wärmeinseleffekt» die Nachttemperaturen in den Städten bis zu 7 °C höher ausfallen als im Umland.  In den wärmsten Nächten sinkt die Temperatur in den Stadtzentren nicht unter 24–25 °C ab. «Weil die tagsüber gespeicherte Wärme in der Nacht nicht mehr vollumfänglich abgegeben werden kann, klettern die Temperaturen mit sonnigen und heissen Tagen kontinuierlich nach oben. Für Zürich zeigen die Resultate der Klimaanalyse des Kantons, dass rund 20% des Siedlungsgebiets im Sommer nachts überwärmt sind», so Bächtiger.  

Ungewohnt heisse Tage führen zu
Konzentrationsmangel, Übermüdung, Arbeitsunfällen

Temperaturanstiege und Hitze haben für Städte erhebliche und ganz unterschiedliche Folgen. So beeinträchtigen sie vor allem das Wohlbefinden und die Konzentrationsfähigkeit der vielen Bewohnerinnen und Bewohner. Gerade dann, wenn man sich wegen der zunehmenden Tropennächte nicht mehr richtig erholen kann. Darüber hinaus bedeutet Hitze aber auch ein direktes Gesundheitsrisiko für bestimmte Altersgruppen, vorbelastete Personen und Kinder.

Während Hitzephasen treten beispielsweise vermehrt Hirngefäss-, Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen auf. In Zürich kam es als Folge solcher Erkrankungen gemäss dem Umweltbericht der Stadt Zürich während der Hitzeperioden 2003 und 2015 bei den über 64-Jährigen zu 12,3% respektive 4,3% mehr Todesfällen pro Jahr als im Durchschnitt der vergangenen Jahre.

Während Hitzeperioden steigen aber auch die arbeitsbedingten Unfälle durch Konzentrationsmangel und Übermüdung an. So hatte die Suva für den Zeitraum zwischen 2000 und 2015 im Transport- und Baugewerbe festgestellt, dass sich an Tagen über 30 °C 7% mehr Unfälle als an anderen Tagen ereignen. Das gilt auch für die Freizeit.

TIPPS: Beachten Sie – vor allem für ältere Angehörige und Bekannte – folgende Hitze-Tipps der Stadt Zürich.

Gerade solche geschehen nicht selten auch in städtischen Naherholungsgebieten wie Parks und Wäldern. An heissen Tagen werden diese üblicherweise stärker frequentiert als sonst. «Wird es künftig noch wärmer und vor allem auch trockener, so steigen für die Stadtverwaltung auch die Anforderungen an die Gestaltung und Pflege solcher Gebiete», meint Bächtiger.

Beim sommerlichen Spaziergang oder Wandern wird man im Wald künftig auch anderen Auswirkungen der globalen Erwärmung begegnen können. So wurde gemäss Medienmitteilung der Stadt Zürich bereits im Juli 2019 die Asiatische Tigermücke, ein potenzieller Krankheitsüberträger entdeckt. Aber auch Schädlinge, wie z.B. Zecken oder invasive Pflanzenarten (Neophyten), profitieren von einer wärmeren Atmosphäre und verbreiten sich so stärker.

Nicht zuletzt sind aber auch städtische Infrastrukturen von der zunehmenden Hitze betroffen. Gleise und Schienen können sich verbiegen, Strassen müssen hitzebeständig gemacht werden und auch die Stromversorgungssicherheit [siehe Q&A] kann unter dem Phänomen leiden. Das alles kostet. So geht eine aktuelle Studie des Bundes davon aus, dass bis 2050 Schäden durch Hitze an Schweizer Infrastrukturen und Energieinfrastrukturen rund eine Milliarde Franken pro Jahr kosten könnten.

Verhindern und anpassen

Grundsätzlich gibt es zwei Optionen, wie man auf die Erderwärmung reagieren kann. Einerseits kann man sich dazu verpflichten, Treibhausgasemissionen zu verringern. Mit dem Bekenntnis zur 2000-Watt-Gesellschaft bzw. zu den Klimaschutzzielen von Paris haben die Zürcherinnen und Zürcher 2008 beschlossen, dieses Ziel zu verfolgen. Im Bericht zur Energiepolitik kann man erfahren, was dafür bereits geleistet wurde.

Die zweite Handlungsmöglichkeit heisst Anpassung. Und solange der Klimawandel weiter voranschreitet, wird diese Option für Städte von immer grösserer Bedeutung. Dafür braucht es Planungsgrundlagen und konkrete Massnahmen. «Eine davon ist die ‹Fachplanung Hitzeminderung›», so Bächtiger.

Die Klimaanalyse (KLAZ) aus dem Jahr 2010 stellte eine erste wichtige Grundlage dar, um das Stadtklima beim Planen und Bauen in Zürich zu berücksichtigen. «Bereits damals wurde die grosse Bedeutung der Kaltluftströme für das Klima erkannt und entsprechende Empfehlungen formuliert. Erste Erkenntnisse daraus flossen dann in den regionalen Richtplan ein», so Bächtiger. 

Ein weiterer wichtiger Schritt auf dem Weg zur «Fachplanung» war die Erstellung der Klimaanalysekarten des Kantons Zürich. «Gerade diese haben uns dann im Detail aufgezeigt, welche überbauten Flächen in der Stadt nachts wenig durchlüftet werden und daher bei Hitzeperioden besonders betroffen bzw. nachts überwärmt sind.»  

Auf dieser Basis wurde die «Fachplanung Hitzeminderung» erstellt. «Mit ihr stehen uns heute noch mehr Grundlagen und wesentlich ausgereiftere Werkzeuge zur Verfügung. Einerseits sind dies vertiefte Kenntnisse zum Kaltluftsystem, zur Tagessituation und v.a. zur Wirksamkeit verschiedener Handlungsansätze in verschiedenen räumlichen Situationen oder Stadtstrukturen.»

Im Frühling 2020 wurde die «Fachplanung Hitzeminderung» publiziert. «Mit ihr möchten wir die Verminderung von Hitze durch entlastende Massnahmen im Siedlungsgebiet fördern und damit letztlich die Lebensqualität erhalten und die Gesundheit der städtischen Bevölkerung schützen», so Bächtiger.

«Durch die dazugehörige anwendungsorientierte ‹Tool-Box› bekommen Handlungsakteure wie zum Beispiel die städtischen Dienstabteilungen eine Grundlage, wie sie in ihrem Wirkungsbereich vorsorglich, aber auch direkt zur Hitzeminderung beitragen können.» Die Umsetzungsagenda zur Fachplanung Hitzeminderung zeigt dabei auf, was die Stadt Zürich selbst im Zeitraum zwischen 2020 und 2023 plant. 

Drei Teilpläne für konkretes Handeln

Um den Folgen des Klimawandels für Städte zu begegnen, ist der Fachplan Hitzeminderung Zürich in drei Handlungsgebiete aufgeteilt:

1. Der Teilplan Hitzeminderung zeigt auf, wie die Wärmebelastung in den verschiedenen Stadt- und Freiraumstrukturen angegangen werden kann und wo die richtige Mischung oder Kombination von Massnahmen am wirksamsten ist.
2. Beim Teilplan Entlastungssystem geht es darum, gezielt verletzliche Stadtgebiete durch die Aufwertung oder Schaffung von Grünflächen zu entlasten. Als verletzlich gelten beispielsweise überwärmte Gebiete mit einer hohen Bevölkerungsdichte, aber auch solche mit einer sensiblen Nutzung wie Schulen, Alters- oder Pflegeheime.
3. Zum Teilplan Kaltluft: «In Zürich spielt die Kaltluft eine wichtige Rolle zur Kühlung der Stadt. Begünstigt werden wir hier durch unsere natürliche geographische Lage. In der Nacht kühlt die Luft, die von den Hängen herabkommt, gegen 75% der städtischen Fläche. Dieses natürliche System soll auch für die Zukunft erhalten bleiben», so Bächtiger.

Der Klimawandel stellt für Städte eine der grössten Herausforderungen der kommenden Jahre dar. Wie man sich an diesen anpasst, wird für das Wohlbefinden von deren Bewohner*innen in Zukunft von entscheidender Bedeutung sein.

Gleichzeitig darf dabei aber nicht vergessen werden, dass Anpassungen letztlich immer eine Reaktion auf ein bestimmtes Problem sind. Wenn man dem Klimawandel wirklich entgegenwirken will, braucht es mehr. Weniger Treibhausgase zu produzieren wird die eigentliche Herkulesaufgabe darstellen. (Siehe auch Was ist Klimaneutralität oder Klimaneutral heizen sowie unsere Rubrik nachhaltig leben)

Um das zu erreichen, braucht es von allen Seiten einen noch weit grösseren Kraftakt zum Klimaschutz. Und dabei drängt die Zeit. So hat eine Studie von ETH-Wissenschaftlern darauf hingewiesen, dass sich das Stadtklima in 77 % der 520 weltweit grössten Städte bis 2050 erheblich verändern wird. In Zürich können dann Temperaturen wie in Rom zur Normalität geworden sein – und die Auswirkungen für Inselstaaten werden noch weit verheerender sein.

Mehr zum Thema in diesem Video von SRF.ch: Urban Heating, der Hitzeinseleffekt