Inhaltsbereich

Neue Hitzeszenarien für Schweizer Städte

15. Juni 2022, 12 Kommentare
Themen: Klima

Die Temperaturen in Städten sind meist höher als in der ländlichen Umgebung. Dieser Effekt wird als städtische Wärmeinsel bezeichnet. Er führt dazu, dass die Gefahr von Hitzestress für die Stadtbevölkerung in den Sommermonaten erhöht ist. Um die künftigen klimatischen Bedingungen in Städten besser abschätzen zu können, wurden die Kennwerte für Hitze der aktuellen Schweizer Klimaszenarien (CH2018) nun um ausgewählte Schweizer Innenstädte erweitert.

Prime Tower in Zürich
Prime Tower in Zürich. Quelle: unsplash.com.

Die städtische Wärmeinsel

Die städtische Wärmeinsel ist ein typisches Merkmal des Stadtklimas. Sie beschreibt den Unterschied der Lufttemperatur zwischen der wärmeren Stadt und ihrem kühleren Umland. Besonders stark ausgeprägt ist der Effekt bei wolkenfreien, windschwachen Wetterlagen mit intensiver Sonneneinstrahlung, also vor allem während Hitzeperioden. Die Temperaturdifferenz zwischen Stadt und Umland kann in der Schweiz bis zu 6 Grad betragen (Gehrig et al., 2018).

Die erhöhte Lufttemperatur in Städten ist das Ergebnis dichter Bebauung, wenig Vegetation und Wasserflächen, Emissionen, geringer Durchlüftung sowie Abwärme. Städte wärmen sich am Tag stärker auf und kühlen in der Nacht langsamer ab als das Umland. Der Temperaturunterschied zwischen Stadt und ländlicher Umgebung ist daher in der Nacht besonders ausgeprägt. Am Tag hingegen sind die Unterschiede meist geringer und die Lufttemperatur in den Städten ist oft nur leicht erhöht.

Die Auswirkungen der städtischen Wärmeinsel sind vielfältig. Vor allem die hohen nächtlichen Temperaturen in den Städten erhöhen die Gefahr von Hitzestress deutlich. Ältere Menschen, Menschen mit Vorerkrankungen und Kleinkinder können sich nicht ausreichend an die intensivere Hitzebelastung anpassen und sich nachts kaum noch von der Tageshitze erholen. Die Hitzebelastung in den Städten wird aufgrund des Klimawandels in Zukunft weiter zunehmen. Informationen über die zukünftigen klimatischen Bedingungen in Städten sind daher nötig, um Massnahmen zur Anpassung und Minderung des städtischen Wärmeinsel-Effektes zu entwickeln und die Stadtbevölkerung vor der Hitze zu schützen.

Neue Hitzeindikatoren für fünf Schweizer Städte

Die aktuellen CH2018-Klimaszenarien sind bisher für zahlreiche Umlandstationen, also Stationen ausserhalb der Stadt, verfügbar. Sie zeigen, dass in Zukunft mit einem weiteren Anstieg der Temperaturen zu rechnen ist. Die zunehmende Lufttemperatur führt dazu, dass bestimmte Grenzwerte für Hitze vermehrt überschritten werden. Erreicht der Tageshöchstwert 25 °C oder mehr, spricht man von einem Sommertag. An Hitzetagen steigt die Temperatur sogar auf 30 °C und höher. Eine Tropennacht ist erreicht, wenn die Tagesminimumtemperatur über 20 °C liegt. Kenngrössen wie die Anzahl Sommertage, Hitzetage oder Tropennächte pro Jahr werden auch als Hitzeindikatoren bezeichnet. Der Klimawandel sorgt für einen Anstieg all dieser Indikatoren, was sich in längeren und intensiveren Hitzeperioden äussert.

Mithilfe eines statistischen Verfahrens wurden nun auf Basis von Beobachtungsdaten und den CH2018-Klimaszenarien Hitzeindikatoren für ausgewählte Innenstädte berechnet. Für die Innenstädte Basel, Bern, Genf, Lausanne und Zürich sind nun über den CH2018-Webatlas unter «Indikatoren an Stationen» die Indikatoren Tropennächte, Sommertage und Hitzetage abrufbar. Dabei kann zwischen drei verschiedenen Emissionsszenarien ausgewählt werden: einem Szenario mit konsequentem Klimaschutz (RCP2.6), mit begrenztem Klimaschutz (RCP4.5) oder ohne Klimaschutz (RCP8.5). Für die Stadtstationen wählen Sie jeweils die Station zuunterst in der Liste mit der Ergänzung «INNENSTADT» aus.

Tropennächte in der Stadt und im Umland

Vergleicht man die nächtlichen Temperaturen in der Stadt mit einer nahegelegenen Umlandstation wird der städtische Wärmeinseleffekt besonders deutlich. Die Anzahl der Tropennächte ist deshalb in Schweizer Innenstädten deutlich höher als im Umland, dies sowohl heute als auch in Zukunft. So werden in einem Szenario ohne Klimaschutz Ende des 21. Jahrhunderts für das Stadtumland von Zürich (Fluntern) ca. 20 Tropennächte pro Jahr erwartet, während in der Innenstadt (Kaserne) mehr als doppelt so viele Tropennächte erwartet werden.

Auch tagsüber liegen die Temperaturen in der Stadt meist höher als im Umland. Hier ist der Unterschied allerdings nicht so ausgeprägt wie in der Nacht. Ein Blick auf die Stadt Bern und das Umland macht diesen Effekt deutlich.

Wie kann der städtische Wärmeinsel-Effekt abgemildert werden?

Verschiedene stadtplanerische und architektonische Massnahmen können helfen, den städtischen Wärmeinsel-Effekt zu reduzieren. Ausreichend Grün- und Wasserflächen sowie Frischluftkorridore, begrünte Dächer und Wände, helle Dachflächen mit hoher Reflexionskraft, Vermeidung der klassischen Betonbauweise und Förderung von kühlen Baumaterialien wie Holz sind nur einige der Massnahmen, welche die Hitze in der Stadt reduzieren können. Die Gebäudearchitektur und -technik sowie der Energiebedarf von Gebäuden können heute optimal für ein zukünftig wärmeres Klima geplant werden. Dazu steht eine schweizweite Grundlage in Form von Klimadatensätzen für die Zukunft für die Anwendung in Gebäudesimulationen zur Verfügung. Diese Klimadatensätze wurden im Rahmen des Projektes "Klimaangepasstes Bauen - Grundlagen für die Zukunft" von MeteoSchweiz in Zusammenarbeit mit dem Schweizerischen Ingenieur und Architektenverein (SIA) und weiteren Partnern erstellt. Die Datensätze sind über https://map.geo.admin.ch (Link zum Download) frei erhältlich. 

Wie kann man sich vor der Hitze schützen?

Um negative Folgen abzuwenden oder einzudämmen sind der enge Kontakt zu den kantonalen und städtischen Behörden sowie zeitige und effektive Warnungen vor Hitzeperioden wichtig. MeteoSchweiz weist auf die grössere Hitzebelastung in den Städten in den Warnungen vor Hitzewellen hin (z.B. via MeteoSchweiz App). Zudem ist es wichtig, sich über geeignete Verhaltensempfehlungen zu informieren. Während einer Hitzeperiode wird beispielsweise empfohlen

  • körperliche Anstrengungen zu vermeiden bzw. auf Randzeiten zu verlagern
  • sich vor direkter Sonneneinstrahlung zu schützen und
  • regelmässig und ausreichend Flüssigkeit zu sich zu nehmen (mind. 1,5 Liter pro Tag).

Weitere Verhaltensempfehlungen während Hitzeperioden finden Sie hier.

MeteoSchweiz ist offen für einen respektvollen Onlinedialog und freut sich über Ihre Kommentare und Fragen. Bitte beachten Sie dabei unsere Netiquette. Haben Sie bitte auch Verständnis dafür, dass kein Recht auf die Publikation eines Kommentares besteht und dass wir über die Freischaltpraxis keine Korrespondenz führen. Kontaktformular

Kommentare (12)

  1. Maria, 16.06.2022, 21:52

    Gibt es in Zusammenarbeit mit z.B. dem ARE auch schon konkrete Empfehlungen für die Raumplanung? Mir scheint es gibt noch immer zu viele neue oder erneuerte Siedlungsgebiete, die für die Hitzeinseln ganz schlecht aufgestellt sind.
    Merci für die gute Arbeit!

    Antworten

    Antworten auf Maria

    * Pflichtfelder

    Vielen Dank für Ihren Beitrag. Jeder Beitrag wird von der Redaktion geprüft, bevor er freigeschaltet wird. Das kann eine gewisse Zeit dauern.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    Ihren Beitrag konnte leider nicht übermittelt werden. Probieren Sie es später erneut.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    1. MeteoSchweiz, 17.06.2022, 21:28

      Guten Tag Maria,

      Die Massnahmen zur Anpassung an den Klimawandel werden vom Bundesamt für Umwelt koordiniert. Im Rahmen des Pilotprogramms "Anpassung an den Klimawandel" des BAFU laufen diverse Projekte, in denen städteplanerische Massnahmen zum Schutz der Bevölkerung vor Hitze umgesetzt werden (https://www.nccs.admin.ch/nccs/de/home/massnahmen/pak/projekte-phase2.html, Projektgruppe A).

      Freundliche Grüsse,
      MeteoSchweiz

  2. P. Kronenberg, 16.06.2022, 15:50

    Was weiter interessant wäre, wenn man alle asphaltierten Flächen als 'Wärme-Erzeuger' besser einrechnet. Nasa hat damit angefangen, siehe:

    https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-ecostress-sees-las-vegas-streets-turn-up-the-heat?utm_source=iContact&utm_medium=email&utm_campaign=nasajpl&utm_content=ecostress20220615

    Antworten

    Antworten auf P. Kronenberg

    * Pflichtfelder

    Vielen Dank für Ihren Beitrag. Jeder Beitrag wird von der Redaktion geprüft, bevor er freigeschaltet wird. Das kann eine gewisse Zeit dauern.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    Ihren Beitrag konnte leider nicht übermittelt werden. Probieren Sie es später erneut.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

  3. Andrej, 16.06.2022, 14:51

    Das Städtedesign in der Schweiz ist unglaublich trist und schlecht. Hätten wir nicht noch schöne Altstädte dazu, wäre fast alles ein trister, langweiliger und grauer Betonbau. Das sieht man in Bern an den Hochhäusern gut: keine Glasfassaden, nur Geldsparen und möglichst viel Profit herausholen. Natürlich erhitzen sich solche Städte sehr viel mehr.

    Antworten

    Antworten auf Andrej

    * Pflichtfelder

    Vielen Dank für Ihren Beitrag. Jeder Beitrag wird von der Redaktion geprüft, bevor er freigeschaltet wird. Das kann eine gewisse Zeit dauern.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    Ihren Beitrag konnte leider nicht übermittelt werden. Probieren Sie es später erneut.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

  4. Heinz Hug, 15.06.2022, 22:06

    Guten Tag Meteoschweiz
    Dies ist ein spannendes Thema. Frage mich sowieso immer wieder, weshalb der heutige Asphalt fast schwarz ist und nicht heller. Als Wetterbeobachter ist mir in den letzten Jahren noch etwas aufgefallen. Ich wohne in der Stadt in einer Dachwohnung mit Rundsicht und beobachte oft die Routen von Gewittern mit dem Auge und dem Regenradar, die aus SW, W oder NW auf die Stadt zukommen. Immer öfter lösen sich die Gewitter entweder vor der Stadt oder über der Stadt auf oder teilen sich gar auf, indem ein Teil südlich und ein Teil nördlich vorbei zieht. Das ist dann oft auch auf dem Radar zu sehen. Kann das damit zusammenhängen, dass die wärmere Luft über der Stadt auch mehr Wasser aufnehmen kann und somit das Gewitter sozusagen "schluckt"? Machen Meteorologen ähnliche Beobachtungen bei Städten? Das wäre spannend zu erfahren..

    Antworten

    Antworten auf Heinz Hug

    * Pflichtfelder

    Vielen Dank für Ihren Beitrag. Jeder Beitrag wird von der Redaktion geprüft, bevor er freigeschaltet wird. Das kann eine gewisse Zeit dauern.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    Ihren Beitrag konnte leider nicht übermittelt werden. Probieren Sie es später erneut.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    1. MeteoSchweiz, 20.06.2022, 17:08

      Guten Tag Herr Hug,

      Die Frage zur Farbe des Asphalts liegt leider ausserhalb unseres Kompetenzbereichs.
      Die Interaktionen zwischen Städten und der Atmosphäre sind sehr vielfältig. Die städtische Wärmeinsel ist wohl die bekannteste und meist erforschte Interkation, vor allem weil sie durch Messungen sehr klar nachgewiesen werden kann. Es gibt auch Studien und Messkampagnen, die den Einfluss der Städte auf Niederschläge untersuchen, allerdings noch ohne abschliessende Resultate. Bisher sind uns keine Veränderungen von Gewittern, wenn sie über eine Stadt ziehen, bekannt. Da wärmere Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann, würde eher mehr Energie für das Gewitter zur Verfügung stehen. Wärmere Luft in den unteren Schichten über der Stadt (städtische Wärmeinsel) würde zudem bedeuten, dass der Temperaturgradient über der Stadt eher grösser wird, dass es also labiler ist. Wir konnten bisher jedoch weder eine Verstärkung noch eine Abschwächung von Gewittern über Städten feststellen.

      Freundliche Grüsse,
      MeteoSchweiz

  5. Steff, 15.06.2022, 13:12

    Es hat sich im ersten Abschnitt unter "Hitzeindikatoren für fünf Schweizer Städte", wo Sommertag, Hitzetag und Tropennacht erklärt werden, ein Fehler eingeschlichen: "Eine Tropennacht ist erreicht, wenn die Nachtminimumtemperatur..." anstatt Tagesminimumtemperatur.
    Meine besten Wünsche und Grüsse, Steff

    Antworten

    Antworten auf Steff

    * Pflichtfelder

    Vielen Dank für Ihren Beitrag. Jeder Beitrag wird von der Redaktion geprüft, bevor er freigeschaltet wird. Das kann eine gewisse Zeit dauern.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    Ihren Beitrag konnte leider nicht übermittelt werden. Probieren Sie es später erneut.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    1. MeteoSchweiz, 15.06.2022, 17:32

      Guten Tag Steff,

      Vielen Dank. Es handelt sich hierbei nicht um einen Fehler. Die Tagesminimumtemperatur meint die minimal gemessene Temperatur über einen ganzen Tag (24 Stunden) hinweg. Diese liegt meist in der Nacht bzw. am frühen Morgen, kann aber unter Umständen auch untertags vorkommen. Dies zum Beispiel nach einem Sommergewitter mit anschliessend starker Abkühlung.

      Freundliche Grüsse,
      MeteoSchweiz

    2. Patrick, 17.06.2022, 12:48

      @Meteoschweiz, dann hätte ich gleich eine Anschlussfrage: wenn es nachts, sagen wir bis 10 Uhr morgens, nicht unter 20 °C abkühlen würde, danach folgt ein Gewitter und die Temperatur würde unter 20 °C fallen, würde man dann von einer Tropennacht sprechen oder nicht? Gemäss der Beschreibung von MeteoSchweiz nein, von der Logik her schon, da es ja nachts nicht unter 20 °C war.

    3. MeteoSchweiz, 21.06.2022, 11:57

      Guten Tag Patrick,

      Der Indikator Tropennacht ist dann erreicht, wenn die Tagesminimumtemperatur über 20 °C liegt, unabhängig von der Tageszeit (Definition Weltmeteorologie Organisation WMO). Die Tagesminimumtemperatur meint die minimal gemessene Temperatur über einen ganzen Tag (24 Stunden) hinweg. Für die vielen konventionellen Messstandorte weltweit, die keine Stundenwerte aufzeichnen, sondern nur über ein Minimumthermometer verfügen, ist dies die einzige praktikable Lösung. In dem von Ihnen beschriebenen Fall liegt zwar eine Tropennacht vor, sie würde aber von konventionellen (nicht automatischen) Messstandorten nicht aufgezeichnet. Aus Vergleichsgründen wird deshalb die WMO-Definition verwendet.

      Freundliche Grüsse,
      MeteoSchweiz

  6. Dominic, 15.06.2022, 12:43

    Ist der Höhenunterschied bei den Grafiken der Tropennächte/Hitzetage auch berücksichtigt, da ja Fluntern höher gelegen ist als die Kaserne?

    Erfahrungsgemäss würde ich behaupten, dass es in leicht erhöhten Lagen tendenziell eher Tropennächte gibt als im Tal.

    Antworten

    Antworten auf Dominic

    * Pflichtfelder

    Vielen Dank für Ihren Beitrag. Jeder Beitrag wird von der Redaktion geprüft, bevor er freigeschaltet wird. Das kann eine gewisse Zeit dauern.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    Ihren Beitrag konnte leider nicht übermittelt werden. Probieren Sie es später erneut.

    Besten Dank für Ihr Verständnis

    1. MeteoSchweiz, 15.06.2022, 15:42

      Guten Tag Dominic,

      Die Stationen befinden sich auf unterschiedlichen Höhen, das ist korrekt. Die verwendete statistische Methode berücksichtigt den Höhenunterschied, da sie auf einem überlappenden Zeitraum von Beobachtungsdaten der Stadt- und Umlandstation basiert. Detaillierte Informationen zur Methodik finden Sie im oben verlinkten Artikel Burgstall et al. 2021.

      Freundliche Grüsse,
      MeteoSchweiz