Durch die Klimaerwärmung heizen sich unsere Städte immer mehr auf. Gerade in den Sommermonaten hält man es kaum mehr in der Stadt aus. Hier können Bäume mit ihrer kühlenden Funktion helfen, insbesondere in Stadtgebieten.
Durch ihr Kronenvolumen und ihre Blattmasse spenden Bäume Schatten für Gebäude und Straßen, die dadurch weniger Wärme absorbieren und reflektieren. Sie geben auch durch einen Prozess, den wir Evapotranspiration nennen, Wasser an ihre Umgebung ab indem sie das Wasser verdunsten. Dadurch wird die Umgebungsluft gekühlt. Infolgedessen können die Temperaturen in Gebieten mit Baumbestand bis zu 6 °C niedriger sein als in nahegelegenen baumlosen Gebieten. In diesem Artikel gehen wir der Frage nach, wie sich die kühlende Wirkung von Bäumen auf die Stadt auswirkt.
Wärmeinsel-Effekt
Städte speichern ihre Wärme für lange Zeit – insbesondere durch die Verwendung von wärmeabsorbierenden Materialien wie Ziegel, Bitumen, Asphalt und Beton. Der erste Nachweis des UHI-Effekts wurde von Luke Howard in seinem berühmten Buch „The Climate of London" (Das Klima von London) beschrieben, das 1883 veröffentlicht wurde. Dabei wurden die Temperaturen in Städten mit den Temperaturen in den umliegenden ländlichen Gebieten verglichen. Dieser Effekt wird schon seit mehr als einem Jahrhundert beobachtet, aber erst seit Mitte des 20. Jahrhunderts findet er wissenschaftliche Beachtung.
Der erste Nachweis des UHI-Effekts wurde von Luke Howard in seinem berühmten Buch „The Climate of London" (Das Klima von London) beschrieben, das 1883 veröffentlicht wurde. Dabei wurden die Temperaturen in Städten mit den Temperaturen in den umliegenden ländlichen Gebieten verglichen. Es dauerte jedoch bis in die 1920er Jahre, bis der Begriff „städtische Wärmeinsel" zum ersten Mal zur Beschreibung dieses Phänomens verwendet wurde. Erst in den 1970er Jahren begannen Wissenschaftler, den UHI-Effekt auf die öffentliche Gesundheit und die Stadt zu untersuchen. Sie stellten fest, dass der UHI-Effekt zu einer Reihe negativer Folgen führen kann – darunter ein höherer Energieverbrauch, eine stärkere Luftverschmutzung und hitzebedingte Krankheiten. Diese Untersuchung trug dazu bei, das Bewusstsein für den UHI-Effekt zu schärfen.
Städtische Nachhaltigkeit
In den darauffolgenden Jahrzehnten haben Forscher den UHI-Effekt weiter untersucht und mögliche Lösungen zu seiner Abschwächung erforscht. Die Anzahl der Hochhäuser und die Intensität der Bebauung spielen eine wichtige Rolle.
Nach umfangreichen Untersuchungen – u.a. durch Vergleiche mit städtischen Einrichtungen – wurde festgestellt, dass das Vorhandensein von Grünanlagen von entscheidender Bedeutung ist. Vor allem Stadtteile, in denen die Bewohner einen Park im Umkreis von 300 m hatten, kühlten sich schnell ab. Es zeigte sich auch, dass Städte mit vielen kleinen Parks schneller abkühlen als Städte mit wenigen großen Parks. Ein gutes Beispiel ist die dänische Stadt Kopenhagen, in der sich große und kleine Parks abwechseln und wo es entlang von Radwegen und Straßen viel Platz für Grün gibt. Durch den Klimawandel hat sich die Wahrscheinlichkeit von Hitzewellen erhöht, die zudem länger und intensiver sind. Hinzu kommt der allgemeine Temperaturanstieg. Heutzutage wird der UHI-Effekt als wichtiger Maßstab für die Nachhaltigkeit von Städten und die Anpassung an den Klimawandel anerkannt.
Wie kühlen Bäume die Stadt?
Bäume haben eine Reihe von Eigenschaften die es ihnen ermöglicht ihre Umgebung zu kühlen. Aber diese Eigenschaften sind nicht bei allen Bäumen gleich stark ausgeprägt. Daher empfiehlt es sich, bei der Bepflanzung eine vielfältige Auswahl an Arten zu treffen. Bei allen Pflanzen gilt, dass ihre Eigenschaften nur dann optimal funktionieren, wenn sie sich in einem guten Zustand befinden. Ein Baum, der unter Trockenheit leidet, hat wenig oder gar keine Kühlkapazität. Nachfolgend einige Beispiele, wie Bäume zur Abkühlung der Städte beitragen:
- Schatten
Bäume spenden Schatten. Die Intensität, mit der das Sonnenlicht auf Oberflächen wie Gehwege, Gebäude und Fahrzeuge trifft, nimmt sofort ab. Dieser Beschattungseffekt kann die Temperaturen in städtischen Gebieten erheblich senken.
- Evapotranspiration
Bäume geben durch Evapotranspiration Feuchtigkeit ab, die die Umgebungsluft abkühlt. Dieser Effekt kann in heißen und trockenen Umgebungen beträchtlich sein.
- Luftzirkulation
Bäume können die Luftzirkulation beeinflussen, was dazu beitragen kann, die Wärme zu verteilen und die Temperaturen zu senken. Wenn Luft über die Blätter von Bäumen strömt, wird diese durch die Evapotranspiration abgekühlt. Diese kühlere Luft gelangt dann in die umliegenden Gebiete und kühlt diese. Dieser Luftstrom ist entlang des Blattrandes am größten. Vor allem Bäume mit zusammengesetzten Blättern (Acacia-Arten) haben relativ breite Blattränder und sind daher hitzetolerant (Gleditsia, Robinia, Styphnolobium, Gymocladus und Albizia).
- Geringer Energieverbrauch
Bäume reduzieren aufgrund ihrer Höhe, ihres Kronenvolumens und ihrer Masse die Lichteinstrahlung auf Gebäude und kühlen diese. Hierdurch sinkt beispielsweiße der Energiebedarf für künstliche Kühlmethoden wie Klimaanlagen.
Wie können Sie selbst zur Abkühlung in der Stadt beitragen?
Das kann einfacher sein, als Sie denken. Unter anderem ist es sinnvoll, so viel Pflaster wie möglich aus dem Garten zu entfernen und Grünpflanzen zu pflanzen. Auch die Begrünung von Dächern ist eine gute Möglichkeit, zur Kühlung beizutragen. Man sollte aber auch nicht vergessen, dass auch die Fassade begrünt werden kann. Die Bepflanzung mit Kletter- und Schlingpflanzen trägt zu einem stark verbessertem Stadtklima bei. An den meisten Gebäuden lassen sich Rankhilfen mit wenig Aufwand anbringen, dem positiven Effekt der Gebäudekühlung und der deutlich reduzierten Strahlungswärme, stehen oftmals nur geringe Kosten für die Installation gegenüber. So können mit kleinen Mitteln große Effekte erreicht werden, den nur eine grüne Stadt ist dauerhaft auch eine kühle Stadt.
Welche Bäume kühlen am meisten?
Welche Baumart sich am besten zur Kühlung einer Stadt eignet, hängt im Allgemeinen von einer Reihe von Faktoren wie dem lokalen (Mikro-)Klima, den Bodenbedingungen und dem verfügbaren Platz ab. Eine Mischung aus verschiedenen Baumarten ist am effektivsten. Wenn eine bestimmte Baumart Probleme hat, übernehmen andere Arten in der Umgebung deren Funktion. Deshalb ist es wichtig, den richtigen Baum am richtigen Ort zu pflanzen. Auch die Menge an Blattmasse und die Geschlossenheit der Krone bestimmen die Schattenwirkung. Geeignete Bäume sind u.a.:
- Laubbäume – Diese Bäume haben große Blattoberflächen, die bei hohen Temperaturen in den Sommermonaten Schatten spenden.
In den Wintermonaten sind die Bäume aber kahl und lassen das Sonnenlicht durch. Beispiele sind Ahorn (Acer), Eiche (Quercus) und Zelkova (Zelkova).
- Immergrüne Bäume – Diese Bäume spenden das ganze Jahr über Schatten und halten kalte Winde ab.
Nadelbäume (Pinus) sind dafür besonders geeignet. In Frage kommen auch immergrüne Eichen (Quercus x hispanica, ilex, suber), Stechpalme (Ilex) und Liguster (Ligustrum).
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Großkronige Bäume – Diese Bäume haben große Kronen, die eine beträchtliche Menge an Schatten spenden können. Beispiele für solche Arten, die häufig in Städten verwendet werden, sind Platanen (Platanus), Ulmen (Ulmus), Linden (Tilia) und Rosskastanien (Aesculus).
- Bäume mit einer hohen Transpirationsrate: Bäume mit einer hohen Transpirationsrate geben Wasser an die Luft ab, was zur Senkung der Temperatur durch Verdunstungskälte beiträgt.
Entsprechende Beispiele sind vor allem Pionierarten wie Weide (Salix), Pappel (Populus) und Kaiserbaum (Paulownia).
Bäume sind zweifellos ein wesentlicher Bestandteil einer Strategie zur Kühlung von Städten. Sie bieten auch viele andere Vorteile, wie z.B. eine bessere Luftqualität, eine größere Artenvielfalt und einen höheren ästhetischen Wert. Darüber werden wir in den nächsten Artikeln berichten.
Dieser Blog gehört zur Artikelserie „Bäume und ihre Ökosystemleistungen“, in der wir die verschiedenen Ökosystemleistungen, die Bäume zum Nutzen des Menschen erbringen, näher erläutern. In diesen Artikeln werden wir uns auf den Beitrag von Bäumen bei der Lösung von Umweltproblemen unserer Zeit wie Wasserverwaltung, Hitzestress, CO2, Luftqualität, biologische Vielfalt und Lebensraum konzentrieren.
