US EPA (Deutsch)

Auf dieser Seite:

• Was sind Wärmeinseln?
• Ursachen für Wärmeinseln
• Eigenschaften von Wärmeinseln
• Auswirkungen von Wärmeinseln
• Reduzierung von Wärmeinseln

Was sind Wärmeinseln?

Strukturen Gebäude, Straßen und andere Infrastrukturen absorbieren und geben die Sonnenwärme stärker ab als natürliche Landschaften wie Wälder und Gewässer. Städtische Gebiete, in denen diese Strukturen stark konzentriert und das Grün begrenzt ist, werden zu „Inseln“ mit höheren Temperaturen im Vergleich zu abgelegenen Gebieten. Diese Wärmetaschen werden als „Wärmeinseln“ bezeichnet. Wärmeinseln können sich unter verschiedenen Bedingungen bilden, einschließlich tagsüber oder nachts, in kleinen oder großen Städten, in Vorstädten, in nördlichen oder südlichen Klimazonen und zu jeder Jahreszeit.

Eine Übersicht über Forschungsstudien und Daten ergaben, dass in den Vereinigten Staaten der Wärmeinseleffekt dazu führt, dass die Tagestemperaturen in städtischen Gebieten etwa 1 bis 7 ° F höher sind als die Temperaturen in abgelegenen Gebieten und die Nachttemperaturen etwa 2 bis 5 ° F höher sind. Feuchte Regionen (hauptsächlich im Osten der USA) und Städte mit größeren und dichteren Bevölkerungsgruppen weisen die größten Temperaturunterschiede auf. Untersuchungen sagen voraus, dass sich der Wärmeinseleffekt in Zukunft verstärken wird, wenn sich Struktur, räumliche Ausdehnung und Bevölkerungsdichte städtischer Gebiete ändern und wachsen.

Ursachen für Wärmeinseln

Wärmeinseln bilden sich aufgrund mehrerer Faktoren:

• Reduzierte Naturlandschaften in städtischen Gebieten. Bäume, Vegetation und Gewässer neigen dazu, die Luft zu kühlen, indem sie Schatten spenden, Wasser aus Pflanzenblättern ablassen und Oberflächenwasser verdampfen. Harte, trockene Oberflächen in städtischen Gebieten – wie Dächer, Bürgersteige, Straßen, Gebäude und Parkplätze – bieten weniger Schatten und Feuchtigkeit als natürliche Landschaften und tragen daher zu höheren Temperaturen bei.
• Eigenschaften des städtischen Materials. Herkömmliche von Menschen hergestellte Materialien, die in städtischen Umgebungen wie Gehwegen oder Dächern verwendet werden, reflektieren tendenziell weniger Sonnenenergie und absorbieren und geben im Vergleich zu Bäumen, Vegetation und anderen natürlichen Oberflächen mehr Sonnenwärme ab. Häufig bauen sich Wärmeinseln im Laufe des Tages auf und werden nach Sonnenuntergang aufgrund der langsamen Wärmeabgabe aus städtischen Materialien stärker.
• Stadtgeometrie. Die Abmessungen und Abstände von Gebäuden innerhalb einer Stadt beeinflussen den Windfluss und die Fähigkeit städtischer Materialien, Sonnenenergie zu absorbieren und freizusetzen. In stark entwickelten Gebieten werden Oberflächen und Strukturen, die durch benachbarte Gebäude blockiert werden, zu großen thermischen Massen, die ihre Wärme nicht ohne weiteres abgeben können. Städte mit vielen engen Gassen und hohen Gebäuden werden zu städtischen Schluchten, die den natürlichen Windfluss blockieren und Kühleffekte hervorrufen können.
• Wärme, die durch menschliche Aktivitäten erzeugt wird. Fahrzeuge, Klimaanlagen, Gebäude und Industrieanlagen geben Wärme an die städtische Umgebung ab. Diese vom Menschen erzeugten oder anthropogenen Abwärmequellen können zu Wärmeinseleffekten beitragen.
• Wetter und Geographie. Ruhige und klare Wetterbedingungen führen zu strengeren Wärmeinseln, indem die Menge an Sonnenenergie, die die städtischen Oberflächen erreicht, maximiert und die Menge an Wärme minimiert wird, die abgeführt werden kann. Umgekehrt unterdrücken starke Winde und Wolkendecken die Bildung von Wärmeinseln. Geografische Merkmale können sich auch auf den Wärmeinseleffekt auswirken. Beispielsweise können nahe gelegene Berge den Wind daran hindern, eine Stadt zu erreichen, oder Windmuster erzeugen, die durch eine Stadt verlaufen.

Eigenschaften von Wärmeinseln

Wärmeinseln werden normalerweise gemessen durch den Temperaturunterschied zwischen Städten relativ zu den umliegenden Gebieten. Die Temperatur kann auch innerhalb einer Stadt variieren. Einige Bereiche sind aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung von wärmeabsorbierenden Gebäuden und Gehwegen heißer als andere, während andere Bereiche aufgrund von Bäumen und Grün kühler bleiben. Diese Temperaturunterschiede bilden innerstädtische Wärmeinseln. Im Wärmeinseleffektdiagramm sind Stadtparks, Teiche und Wohngebiete kühler als Innenstädte.