«Asphalt hat einen gewichtigen Nachteil»

ETH-News: Herr Carmeliet, warum ist es im Sommer in St?dten so viel heisser als auf dem Land?
Jan Carmeliet: In den St?dten gibt es viel Beton und Asphalt. Diese Materialien sind verh?ltnism?ssig dunkel und absorbieren daher Sonneneinstrahlung besonders stark. Am Tag erw?rmen sie sich und speichern die W?rme. Nachts wirken Geb?ude und Strassen dann wie Heizk?rper: Sie geben die tags¨¹ber gespeicherte W?rme ab und heizen die Umgebung auf. Ausserdem halten in St?dten Geb?ude den Wind ab, und es hat weniger Vegetation als auf dem Land. Wind und Pflanzen, die Wasser verdunsten, haben einen k¨¹hlenden Effekt.

Gemeinsam mit Wissenschaftlern der Empa untersuchten Sie die j¨¹ngste Hitzewelle Ende Juni f¨¹r die Stadt Z¨¹rich. Wie viel w?rmer war es da in der Stadt?
Der Stadt-Land-Unterschied ¨C in der Wissenschaft sprechen wir von st?dtischen Hitzeinseln oder auf Englisch von der Urban Heat Island Intensity ¨C betrug in der Nacht auf den 22. Juni in Z¨¹rich 6 Grad. Wir hatten da w?hrend des Vortags eine hohe Sonneneinstrahlung. Die Nacht war wolkenlos, weshalb in l?ndlicher Umgebung viel W?rme in die H?he entweichen konnte und sich die Luft dort stark abk¨¹hlen konnte. Im Stadtzentrum hingegen strahlten die Geb?ude und Strassen viel W?rme ab. Die n?chtliche Abk¨¹hlung war daher viel geringer. Sechs Grad ist ein hoher Wert. W?hrend der Hitzewelle im Sommer 2015 betrug der Stadt-Land-Unterschied nur maximal 4,5 Grad.

Mit einer Computersimulation modellierten Sie die Temperaturen f¨¹r die Stadt Z¨¹rich mit hoher Aufl?sung. Wo war es in Z¨¹rich w?hrend der j¨¹ngsten Hitzewelle am heissesten?
Am heissesten war es in der Umgebung des Hauptbahnhofs und auf den Gleisfeldern davor. Die dunklen Geleise und der dunkle Schotter absorbierten sehr viel W?rme. Ebenfalls sehr heiss war es in Unterstrass sowie zwischen dem Stadion Letzigrund und Altstetten.

Und wo waren die Temperaturen in Z¨¹rich am angenehmsten?
In Seen?he ¨C im Seefeld, beim B¨¹rkliplatz und in der Enge ¨C waren die Nachtemperaturen tiefer. Dort brachte die Luftzirkulation k¨¹hlere Luft vom See in die Stadt. Ebenfalls angenehme Temperaturen herrschten im Hirslandenquartier und in Schwamendingen. Diese Stadtteile profitierten von Fallwinden vom Adlisberg und vom Z¨¹richberg.

Was m?chten Sie mit solchen Computermodellierungen erreichen?
Wir m?chten Hitzewellen in St?dten kleinr?umig besser verstehen. Da es nicht praktikabel ist, eine ganze Stadt mit einem sehr dichten Netz an Temperaturmessstationen zu ¨¹berziehen, behelfen wir uns mit Simulationen. Als Randbedingungen nutzen wir die Temperatur- und Wind-Messwerte von Wetterstationen und errechnen dann die Temperatur f¨¹r Z¨¹rich und die Umgebung mit einer Aufl?sung von 250 Metern. F¨¹r die Simulation erg?nzten wir ein bestehendes Wettermodell mit Informationen zu Geb?uden, den verwendeten Materialien und der Vegetation. Mit solchen Modellen k?nnen wir auch den Einfluss von Hitzewellen auf das Wohlbefinden und die Gesundheit der Stadtbewohner untersuchen. Denn dieser Einfluss ist gross. Viele ?ltere und kranke Personen haben M¨¹he mit Extremtemperaturen. Ihr Stoffwechsel passt sich nur langsam oder gar nicht an hohe Temperaturen an.

Bis zum Ende dieses Jahrhunderts m¨¹ssen wir mit einer deutlichen Zunahme von Hitzeextremen rechnen, vor allem in S¨¹deuropa, aber auch bei uns, prognostizieren Klimawissenschaftler. M¨¹ssen wir aufh?ren, unsere St?dte weiter zu verdichten?
Wenn wir unsere St?dte verdichten, m¨¹ssen wir das intelligent machen und Luftzirkulation erm?glichen. Die typische Blockrandbebauung mit einem geschlossenen Innenhof ohne Vegetation oder Beschattung f¨¹hrt zu W?rmeinseln. Wichtig ist, dass wir die Luftzirkulation in der Stadt erm?glichen und beispielsweise rund um Seen und Gew?sser eine offene Bauweise erhalten. Geschlossene H?userfronten am Ufer verhindern, dass k¨¹hlere Seeluft in die Stadt str?men kann.

In Ihrer Forschung besch?ftigen Sie sich auch mit der Frage, wie wir unsere St?dte vor h?ufiger werdenden Hitzeextremen sch¨¹tzen k?nnen. Welche M?glichkeiten gibt es da?
Die st?dtische Infrastruktur kann man nicht ohne weiteres ver?ndern. Umsetzbar w?ren jedoch Massnahmen an Hotspots. Effizient sind die Beschattung und die K¨¹hlung mit Wasser. Exponierte Strassen k?nnten etwa mit hellen Segeln beschattet werden. Oder es k?nnte Regenwasser ¨C zum Beispiel von Sommergewittern ¨C lokal gespeichert und an Hitzetagen verspr¨¹ht werden. Weil B?ume sowohl beschatten als auch Wasser verdunsten, sind auch sie sehr effizient. Grosses Potenzial liegt zudem in der Entwicklung neuer Baumaterialien.

Inwiefern?
Nehmen Sie den Strassenbelag als Beispiel: In der Schweiz sind sehr viele Strassen, Trottoirs und Freifl?chen asphaltiert. Solche Fl?chen sind einfach zu unterhalten. Asphalt hat jedoch auch einen gewichtigen Nachteil: Wegen seiner dunklen Farbe absorbiert er viel W?rme. W¨¹nschenswert w?ren hellere und por?se Bel?ge, die bei Regen Wasser aufnehmen oder bew?ssert werden k?nnen. In einem meiner Forschungsprojekte besch?ftige ich mich mit der Entwicklung solcher Bel?ge.