Urbane Hitze
Der Sommer des Jahres 2022 war der viertwärmste Sommer in der österreichischen Messgeschichte und bestätigt den Trend zu einem immer wärmer werdenden Klima in Österreich. Denn: 10 der 15 wärmsten Sommer in den vergangenen 250 Jahren waren in den letzten 20 Jahren. Wärmer war es 2003 und 2019, mit dem Sommer 2015 war der Sommer 2022 nahezu gleichauf.17
Der Juni im Jahr 2023 war sehr warm und trocken. Der Juni im Jahr 2023 war mit Temperaturen von über 36 Grad der neuntwärmste in Österreichs Messgeschichte. Der Westen war besonders betroffen, in Bregenz wurde der drittwärmste Juni in 257 Jahren Messgeschichte gemessen.10
Hitze ist tödlich. Im Jahr 2022 wurden laut dem Hitze-Mortalitätsmonitoring der AGES (Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit) 231 Hitzetote registriert, eine leichte Steigung zu den 227 Hitzetoten im Sommer 2021. Hohe Umgebungstemperaturen, insbesondere in Verbindung mit hoher Luftfeuchte, sind mit deutlichen Gesundheitsrisiken verbunden. Besonders anfällig dafür sind ältere Menschen, Kinder, Personen mit Herz-Kreislauf- und psychischen Erkrankungen sowie Personen mit eingeschränkter Mobilität.
Die Hitzetage nehmen zu, besonders in Städten. Die Hitzebelastung wird verstärkt durch die massive Versiegelung der Böden, zu wenig Grünflächen und die Ableitung des Niederschlagswassers in Kanäle und Sickerschächte, wodurch keine natürliche Verdunstung stattfindet. Die Abwärme des Kfz-Verkehrs verschärft diesen Effekt. In dicht bebauten Gebieten kann dadurch lokaler Hitze-Stau entstehen. Da aufgeheizte Flächen auch in der Nacht Wärme abgeben, können sich Anrainerinnen und Anrainer weniger gut erholen. Insbesondere Kinder, ältere oder kranke Menschen sind dadurch beeinträchtigt.2 Ergebnisse der VCÖ-Befragung zum Thema "Hitze in der Stadt".
Der menschenverursachte Klimawandel führt zu mehr Hitzetagen. Im Zeitraum der Jahre 1961 bis 1990 gab es in den meisten Landeshauptstädten Österreichs pro Jahr zwischen fünf und elf Hitzetage, also Tage mit mehr als 30 Grad Celsius. Die Rekorde lagen bei 20 Hitzetagen pro Jahr. Zwischen den Jahren 1991 bis 2020 gab es durchschnittlich zwischen 16 und 22 Hitzetage, die Höchstwerte lagen bei über 40 Hitzetagen.18
Für Wien wird gegenüber dem Jahr 1990 von einem Temperaturanstieg von 2,2 Grad Celsius bis 3,8 Grad Celsius im Jahresmittel bis zum Jahr 2100 ausgegangen. Für Kärnten wird sogar mit einem Anstieg bis zu 4,2 Grad Celsius im Jahresmittel gerechnet. Messdaten der letzten Jahrzehnte zu Tagen mit mindestens 30 Grad Celsius Außentemperatur zeigen bereits jetzt deutliche Veränderungen.
Begrünung leistet einen wesentlichen Beitrag zur natürlichen Abkühlung der Stadt. Erhaltung, Aufwertung und Ausweitung bestehender Grünflächen, etwa durch die Einbindung anliegender Straßen, verbessern die Kühlung. Entlang von Straßen braucht es vermehrt Bäume, die als Schattenspender und natürliche Klimaanlage wirken.1 Fassaden- und Dachbegrünung sowie Rasengleise für Straßenbahnen erhöhen den Grünflächen-Anteil und verbessern die Möglichkeit zur natürlichen Kühlung in Städten.3 Maßnahmen gegen urbanen Hitze-Stau helfen, gesundheitliche Folgen von großer Hitze zu lindern und steigern die Lebensqualität – es kommt mehr Grün in die Stadt und zusätzliche Freiräume entstehen.1
Asphalt und Beton führen an heißen Tagen in Städten zum sogenannten Hitze-Stau-Effekt. Wenn die Sonnenstrahlen auf den Boden treffen, wird viel dieser Energie im Asphalt und Beton der Straßen und in den Hausfassaden gespeichert. Sie strahlen diese dann am Abend und in der Nacht als Wärme ab. Das verhindert, dass sich solche Orte so abkühlen, wie sie es normalerweise tun würden. Wird beispielsweise eine Lufttemperatur von 25 Grad Celsius gemessen, so erwärmt sich eine Betondecke um 11,5 Grad und eine Asphaltdecke sogar um 18,5 Grad mehr als die Luft. Das heißt an Tagen mit 25 Grad hat eine Asphaltdecke mehr als 43 Grad Celsius.14 Versiegelung durch Straßen geht zusätzlich oft einher mit wenig Bäumen und Grünflächen, die eine Hitzereduzierende Funktion haben.
Der vom Menschen verursachte Klimawandel führt zu steigenden Temperaturen. Die Anzahl sehr heißer Sommertage nimmt zu.
Durch städtische „Hitzeinseln“ 6,7,8 werden im Sommer oft kritische Temperaturen erreicht, die zu gesundheitlichen Belastungen der Bevölkerung führen können. 5
Niederschläge werden in den kommenden Jahrzehnten um 10 bis 60 Prozent intensiver. Durch die hohe Versiegelung wirkt Starkregen in Städten besonders negativ. Die versiegelten Flächen können Niederschlag nicht aufnehmen, sodass Überschwemmungen wahrscheinlicher werden.4
Mit der Zunahme von Hitzetagen treten auch allgemeine gesundheitliche Risiken vermehrt auf. Hitzewellen können insbesondere bei älteren Personen, aber auch bei Kleinkindern oder chronisch Kranken zu Herz-Kreislaufproblemen führen.
Ab einer Temperatur von 25 Grad Celsius ist die körperliche Leistungsfähigkeit beeinträchtigt und ab 29 Grad Celsius auch die geistige. Auch die fehlende nächtliche Abkühlung während sogenannter „Tropennächte“, das sind Nächte in denen die Temperatur nicht unter 20 Grad Celsius sinkt, beeinflusst das individuelle Wohlbefinden negativ. Die Schlafqualität und damit die Erholung während der Nacht werden durch die Hitze gemindert, was auch eine niedrigere Hitzetoleranz für den nächsten Tag bedeutet.22 Hinzu kommt, dass sich Luftschadstoffe bei einer größeren Hitzebelastung stärker auf die Gesundheit auswirken.
Abgesehen von der ortsabhängigen Temperatur nimmt die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Todesfalls pro 1 °C Temperaturanstieg um 1 – 6 Prozent zu.
Die demografischen Prognosen sagen eine höhere Anzahl älterer Menschen für die Städte Österreichs voraus, das heißt für mehr Menschen wird Hitze lebensbedrohend.
Bei einem moderaten Klimawandel sind bis zum Jahr 2030 in Innsbruck, Klagenfurt, Linz, Salzburg und Wien zusätzliche 195 Hektar Parkanlagen sowie 4.300 neu gepflanzte Bäume hypothetisch nötig, um den derzeitigen städtischen Temperaturkomfort zu erhalten.14
Insbesondere die Vernetzung der Grünräume sowie „grüne Schneisen“ in das Stadtinnere mindern den Hitze-Stau-Effekt in einer Stadt. 9 Am effektivsten kühlen Laubbäume, weil dadurch die Sonne den gesamten Straßenraum in viel geringerem Maße erwärmt.12,13 Im Schatten von Bäumen ist die Strahlungstemperatur um 30 Grad geringer als in der Sonne. Auch Rasengleise für Straßenbahnen erhöhen den Grünflächen-Anteil und verbessern damit die Möglichkeit zur natürlichen Kühlung in Städten.3 Eine begrünte Fassade mit 850 m2 Fläche schafft die Leistung von 75 Klimageräten mit 3 000 Watt Leistung und acht Stunden Betriebsdauer.
In Wien waren Grünflächen mit Bäumen im Sommer im Durchschnitt um elf Grad Celsius kühler und Grünflächen ohne Bäume um 5,5 Grad Celsius kühler als stark versiegelte Flächen. Ähnlich in Linz: Grünflächen mit Bäumen sind um 12,5 Grad Celsius und ohne Bäume um 4,5 Grad Celsius kühler als bebaute Gebiete. Besonders hohe Unterschiede wurden in Salzburg und Innsbruck festgestellt: Grünflächen mit Bäumen waren 14 beziehungsweise 15,5 Grad Celsius kühler, Grünflächen ohne Bäume waren um acht beziehungsweise sieben Grad Celsius kühler als versiegelte Flächen.23
Maßnahmen gegen Hitze in Straßenraum:
In Städten in den Straßen Bäume für Beschattung und Verdunstung pflanzen Mehr Pflanzen als Straßengestaltung einsetzen Flächen entsiegeln, um Versickerung zu erhöhen - bis hin zur "Schwammstadt" Begrünen von Fassaden und Straßenbahngleisen forcieren
Beispiele für konkrete Maßnahmen: Die Kühle Meile Coolspotnetzwerk Smart Water City
Luftschadstoffe sind gesundheitsgefährlich. In der warmen Jahreszeit liegt der Fokus besonders auf einem Schadstoff: Ozon (O3). Während es uns in der Stratosphäre vor UV-Strahlung schützt, kann es in Bodennähe von Menschen eingeatmet werden und unsere Lungen schädigen. Das bläuliche Gas ist der Hauptbestandteil von Smog und kann zu Kurzatmigkeit und Reizung von Lunge und Rachen führen. O3 entsteht in Bodennähe durch die Reaktion von Stickstoffdioxid (NO2) mit Sauerstoff (O2) und UV-Strahlung der Sonne. Das dabei entstehende Stickstoffoxid (NO) kann mit O3 wieder zu NO2 und O2 reagieren, wodurch sich ein Gleichgewicht zwischen O3, NO2 und NO einstellt. NO kann aber mit UV-Strahlung, O2 und flüchtigen organischen Verbindungen zu NO2 reagieren, wodurch sich das Gleichgewicht zu O3 verschiebt. So wird auch klar, warum O3 vor allem im Sommer ein Thema ist: In dieser Jahreszeit steht besonders viel UV-Strahlung zu seiner Bildung zur Verfügung.24,25
Stickoxide entstehen bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen bei hoher Temperatur. Der mit Abstand wichtigste Verursacher ist der Straßenverkehr.26 Flüchtige organische Verbindungen werden durch die Verdunstung von Lösemitteln oder der unvollständigen Verbrennung von Treibstoff freigesetzt. Auch biogene Quellen wie der Wald spielen eine Rolle.27
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt als Richtwert für die O3-Konzentration 60 µg/m3 über die warme Jahreszeit. 2022 wurde dieser Wert an allen österreichischen Messstellen überschritten. Als maximalen Acht-Stunden-Mittelwert empfiehlt die WHO 100 µg/m3, wobei vier Überschreitungstage für zulässig befunden werden. Auch dieses Kriterium erfüllt keine der österreichischen Messstellen im Jahr 2022. Auch die Erfüllung des aktuell in Österreich gültigen Grenzwerts von 120 µg/m3 im Acht-Stunden-Mittel, allerdings mit 25 zulässigen Überschreitungstagen pro Jahr im Drei-Jahres-Mittel, ist nicht an jeder Messstelle gegeben. Ab 2030 soll die Zahl an Überschreitungstagen vonseiten der EU auf 18 gesenkt werden.28
Um die Belastung unserer Atmosphäre mit O3 zu vermindern, empfiehlt das Umweltbundesamt, unnötige Autofahrten zu reduzieren. So werden die Stickoxidemissionen gesenkt, diese Gase führen unter sommerlichen Bedingungen in Städten zu Produktion von O3. Die aktuelle Ozonbelastung in Österreich können Sie auf der Website des Umweltbundesamts sehen.
1 Pitha U. et al.: Leitfaden – Grüne Bauweisen für Städte der Zukunft. Optimierung des Wasser- und Lufthaushalts urbaner Räume mittels Gründächern, Grünfassaden, und versickerungsfähigen Oberflächenbefestigungen. Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt GrünStadtKlima. Wien, 2013
2 MA 22 – Wiener Umweltschutzabteilung (Hrsg.): Urban Heat Islands. Strategieplan Wien. Wien: 2015. URL https://www.wien.gv.at/umweltschutz/raum/pdf/uhi-strategieplan.pdf – Stand: 26.4.2018
3 Stiles R. u.a.: Urban Fabric Types and Microclimate Response – Assessment and Design Improvement (Urban Fabric + Microclimate). Endbericht. Wien: TU Wien, 2014.
4 Aromar R. et al.: IPCC-Bericht 2014, WGII AR5, Chapter 8: Urban Areas
5 Laschewski G., Jendritzky G.: Effects of the thermal environment on human health: an investigation of 30 years of daily mortality data from SW Germany. Climate Research 21, 2002, S. 91–103
6 Offerle B. et al.: Surface heating in relation to air temperature, wind and turbulence in an urban street canyon. Boundary-Layer Meteorology. 122, 2007.
7 Oke T.R.: Boundary Layer Climates. 1987
8 Steinhauser P., Eckel D., Sauberer D.: Klima und Bioklima von Wien – eine Übersicht mit besonderer Berücksichtigung der Bedürfnisse der Stadtplanung und des Bauwesens. Teil 3. Österreichische Gesellschaft für Meteorologie, 1959
9 Stadt Wien: UHI-Strategieplan. URL https://www.wien.gv.at/umweltschutz/raum/pdf/uhi-strategieplan.pdf - Stand 15.6.18.
10 GeoSphere Austria: Juni 2023: sehr warm und größtenteils zu trocken, 30. Juni 2023, https://www.zamg.ac.at/cms/de/klima/news/juni-2023-sehr-warm-und-groesstenteils-zu-trocken (abgerufen am 18. Juli 2023)
11 Basierend auf einem Szenario mit unverändertem Treibhausgas-Emissionstrend.
12 Walz A., Hwang W.H.: Large trees as a barrier between solar radiation and sealed surfaces: their capacity to ameliorate urban heat if they are planted strategically to shade pavements. Seventh Symposium on the Urban Environment, American Meteorological Society, 9. bis 13. September 2007, San Diego/California.
13 Walz A., Hwang W.H.: Relating urban thermal patterns to vegetation distribution at various scales. American Meteorological Society, 2007.
14 Climate Change Center Austria (Hrsg.): Auswirkungen des Klimawandels auf den Temperaturkomfort in Österreichs Städten. 2014.
15 Berg M.:Organisierter und unorganiserter Sport in Deutschland. 2014. URL prezi.com/sltvjqmbcst2/organisierter-und-unorganisierter-sport-in-deutschland - Stand: 20.4.2016
16 Hallo Familie GmbH & Co KG: Jugendliche organiseren ihren Sport selbstständig. Berlin: 2016.
Grafik: Trimmel H.: Using Microscale Climatological Simulation in Landscape Planning – an ENVI-met3 User’s Perspective. Wien: Boku, 2008. URL http://zidapps.boku.ac.at/abstracts/download.php?dataset_id=6984&property_id=107 – Stand 31.7.2015
Grafik: ZAMG: Historical Instrumental Climatological Surface Time Series Of The Greater Alpine Region. URL www.zamg.ac.at/histalp - Stand: 20.6.2018.
17 GeoSphere Austria: Viertwärmster Sommer der Messgeschichte, 29. August 2022,
https://www.zamg.ac.at/cms/de/klima/news/viertwaermster-sommer-der-messgeschichte-1 (abgerufen am 18. Juli 2023)
18 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik: Klimafakten Österreich kompakt. Wien: 2021. URL https://www.zamg.ac.at/cms/de/klima/news/klimafakten-oesterreich- kompakt – Stand: 15.2.2022
19 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wegener Center für Klima und globalen Wandel, Interfakultärer Fachbereich Geoinformatik der Universität Salzburg: ÖKS15 – Klimaszenarien für Österreich - Daten - Methoden - Klimaanalyse. Wien: 2016. URL https://hdl.handle.net/20.500.11756/06edd0c9 – Stand: 15.2.2022
20 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wegener Center für Klima und globalen Wandel, Interfakultärer Fachbereich Geoinformatik der Universität Salzburg: ÖKS15 Factsheets: Klimaszenarien für das Bundesland Wien. Wien: 2016. URL https://hdl.handle.net/20.500.11756/0218e9b1 – Stand: 15.2.2022
21 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wegener Center für Klima und globalen Wandel, Interfakultärer Fachbereich Geoinformatik der Universität Salzburg: ÖKS15 Factsheets: Klimaszenarien für das Bundesland Kärnten. Wien: 2016. URL https://hdl.handle.net/20.500.11756/122aadc7 – Stand: 15.2.2022
22 Austrian Panel on Climate Change (APCC): Österreichischer Special Report Gesundheit, Demographie und Klimawandel (ASR18). Verlag der Österreichische Akademie der Wissenschaften. Wien: 2018
23 Schwaab J., Meier R., et al.: The role of urban trees in reducing land surface temperatures in European cities. London: 2021. URL https://doi.org/10.1038/s41467-021-26768-w – Stand: 25.2.2022
24 IQAir: Wie Hitzewellen die Luftqualität verschlechtern, https://www.iqair.com/de/newsroom/how-heat-waves-make-air-quality-worse (abgerufen am 18. Juli 2023)
25 Wikipedia: Ozon, https://de.wikipedia.org/wiki/Ozon (abgerufen am 18. Juli 2023)
26 Umweltbundesamt: Stickstoffoxide, https://www.umweltbundesamt.at/umweltthemen/luft/luftschadstoffe/stickstoffoxide (abgerufen am 18. Juli 2023)
27 Umweltbundesamt: Flüchtige organische Verbindungen, https://www.umweltbundesamt.at/umweltthemen/luft/luftschadstoffe/nmvoc (abgerufen am 18. Juli 2023)
28 Umweltbundesamt: Grenz-, Ziel- und Schwellenwerte, https://www.umweltbundesamt.at/umweltthemen/luft/daten-luft/luft-grenzwerte (abgerufen am 18. Juli 2023)