Städte sind nicht nur lokale Wärmeinseln, sie können das Klima aufheizen

Nach einem neuen Klimamodell, das den Energieverbrauch mit berücksichtigt, können urbane Regionen Tausende von Kilometern entfernt die Temperatur beeinflussen

Städte sind Wärmeinseln, die das lokale Klima verändern. Das ist bekannt. Eine in der Zeitschrift Nature Climate Change erschienene Studie von US-Wissenschaftlern hat nun aber herausgefunden, dass Städte und urbane Regionen, wenn man nicht nur die Wärmeabgabe von Straßen, Gebäuden etc., sondern auch die Wärme betrachtet, die direkt durch den Verkehr, durch Heizen und Kühlen etc. verursacht wird, Temperaturen auch über Tausende von Kilometern hinweg beeinflussen.

Große urbane Regionen, wie sie hier an übereinander gelegten nächtlichen Satellitenbildern zu erkennen sind, können vermutlich das Klima regional verändern. Bild: Nasa

Urbanisierung verändert die Eigenschaften der Erdoberfläche, indem etwa durch Straßen oder Dächerdie Albedo verringert, Hitze stärker gespeichert oder Feuchtigkeit reduziert wird. So entsteht das Phänomen der Wärmeinseln, was letztlich bedeutet, dass es in einer urbanen, dicht besiedelten und versiegelten Region wärmer ist als in der ländlichen Umgebung. Bislang aber wurde, so die Wissenschaftler, in den Klimamodellen noch nicht die Auswirkung des Heizens oder der Wärmebelastung durch Energieverbrauch berücksichtigt. In den oft riesigen urbanen Regionen oder Korridoren, in denen viele Millionen Menschen leben, werden täglich riesige Mengen an Energie verbraucht. Die Wissenschaftler verweisen etwa auf Tokio wo im Zentrum in den frühen Morgenstunden im Winter bis zu 1.590 W m^-2 verbraucht würden. Das könne im Winter die Temperatur zusätzlich zum Wärmeinseleffekt um einen weiteren Grad heben.

Zwar stellt der Energieverbrauch auf der nördlichen Halbkugel, was von den Wissenschaftlern nach einem Klimamodell, basierend auf Daten von 1981 bis 2000 berechnet wurde, nur 0,3 Prozent der insgesamt 5 Petawatt (PW) dar, die dort von den Luft- und Meereszirkulationen Richtung Süden transportiert werden, aber schon diese an sich geringe von Menschen verursachte Wärme könne, wie man schon vor fast 50 Jahren überlegt habe, die normale atmosphärische Zirkulation verändern und so weitreichende Folgen für das regionale und globale Klima haben.

Auch von den 1,5 W pro Quadratmeter an CO2-Emissionen, die global von Menschen verursacht werden, gehen lediglich 0,05 W pro Qudratmeter auf den globalen Energieverbrauch als externe Energiequelle des verwendeten Klimamodells zurück. Die Auswirkung auf die globale durchschnittliche Oberflächentemperatur ist vernachlässigbar, da weniger als 0,01 Grad. Aber es gibt statistisch signifikante Erwärmungs- und Abkühlungseffekte von bis zu einem Grad auf der Ebene von Kontinenten in großer Entfernung von den Wärmquellen. So soll daraus in Russland und Nordasien eine gegenüber den üblichen Klimamodellen zusätzliche Erwärmung im Winter von bis zu einem Grad erfolgen, in Ostchina können es 0,5 Grad sein, im Nordosten der USA und in Südkanada gehen die Wissenschaftler von bis zu 0,8 Grad aus. Mit anderen Klimamodellen ergäben sich natürlich andere Ergebnisse, die Wissenschaftler streichen aber heraus, dass in den Simulationen zur Klimaerwärmung eben auch die Folgen des Energieverbrauchs berücksichtigt werden müssten.

Auf der gesamten Welt wurde nach den Schätzungen der Wissenschaftler 2006 ein Äquivalent von 16 Terawatt an Energie verbraucht, wodurch überschüssige Wärme entsteht. Davon wurden allein 6,7 TW in 86 urbanen Regionen der nördlichen Halbkugel, in Nordamerika, Europa und Ostasien, verbraucht. Sie bedecken 6,5 Millionen Quadratkilometer, 1,27 Prozent der Erdoberfläche. Dort werden aber 42,2 Prozent der globalen Energie verbraucht.

Energieverbrauch der 86 urbanen Regionen. Bild: Nature

Der gemeinsame Energieverbrauch in verschiedenen urbanen Regionen, so Guang Zhang, Mitautor der Studie, "kann die Atmosphäre aus der Ferne erwärmen, Tausende von Kilometern von den Regionen, in denen der Energieverbrauch stattfindet." Nach dem Klimamodell werden dadurch die Jetstreams verändert. Die größten urbanen Regionen in Nordamerika, Europa und Ostasien liegen an den Ost- und Westküsten unter starken atmosphärischen Zirkulationen. Daher können urbanen Regionen mit ihren Wärmeemissionen auch weit entfernt zur Veränderung der Oberflächentemperaturen führen. Das würde auch erklären können, warum in einigen Regionen die Klimaerwärmung stärker ist, als in den Klimamodellen vorhergesagt.

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