Städtische Begrünung: Warum die richtigen Bäume gegen Hitze zählen

Baumschatten zählt zu den wirksamsten Mitteln, die Städten gegen extreme Hitze zur Verfügung stehen. Er ist kostengünstig, wirkt sofort und macht Straßen für Menschen, die sich dort zwangsläufig aufhalten müssen, spürbar erträglicher.

Eine neue Studie zeigt jedoch, dass pauschale Ziele für Baumpflanzungen – die ausschließlich auf mehr Grünflächen abzielen – am eigentlichen Problem vorbeigehen können.

In manchen Fällen könnten Begrünungsprojekte in Städten dazu führen, dass sich feuchte Hitze noch unangenehmer anfühlt.

Durchgeführt wurde die Untersuchung von Forschenden des Indian Institute of Technology Gandhinagar (IITGN).

Das Team wertete Daten aus 138 indischen Städten für den Zeitraum von 2003 bis 2020 aus. Diese Städte umfassen tropische Savannen-, semiaride Steppen- und feuchtsubtropische Klimazonen.

Wie der menschliche Körper Hitze wahrnimmt

Die meisten Untersuchungen zur städtischen Hitze konzentrieren sich auf die Landoberflächentemperatur, also darauf, wie stark sich der Boden aufheizt.

Die vorliegende Studie wählte einen anderen Ansatz: Sie rekonstruierte den sogenannten Hitzeindex. Dieser kombiniert Temperatur und Luftfeuchtigkeit, um abzubilden, wie Hitze vom menschlichen Körper tatsächlich empfunden wird.

An einem feuchten Tag können sich 35 °C wie 45 °C anfühlen. Allein anhand der Landoberflächentemperatur lässt sich das nicht erkennen.

Faktoren, die die Hitze beeinflussen

Für alle 138 Städte erstellten die Forschenden Karten des Hitzeindex mit einer Auflösung von einem Kilometer.

Mithilfe von Satellitendaten erfassten sie die Vegetation auf drei verschiedene Arten: anhand der Grünheit, der Blätterdichte und der physiologischen Aktivität des Kronendachs.

Zusätzlich nutzte das Team Daten zu nächtlichem Kunstlicht als Näherungswert für die städtische Dichte. Erklärbare KI-Methoden halfen dabei, jene Faktoren zu bestimmen, die den Hitzeindex ansteigen oder sinken ließen, sowie die jeweiligen kritischen Schwellenwerte zu ermitteln.

Bäume kühlen Städte über zwei Mechanismen: Schatten und Evapotranspiration. Der Schatteneffekt ist leicht verständlich: Das Kronendach hält direkte Sonneneinstrahlung ab, sodass Boden und Menschen darunter kühler bleiben.

Bei der Evapotranspiration geben Bäume Feuchtigkeit an die Luft ab. Unter trockenen Bedingungen verdunstet diese und transportiert dabei Wärme ab.

Wenn Feuchtigkeit eingeschlossen wird

Das Problem besteht darin, dass die Vorteile der Evapotranspiration stark vom jeweiligen Kontext abhängen. In trockener Luft verdunstet die abgegebene Feuchtigkeit effizient, wodurch ein deutlicher Kühleffekt entsteht.

In feuchten, dicht bebauten Vierteln kann sich dieselbe Feuchtigkeit dagegen bodennah stauen, statt sich zu verteilen.

Die Luft bleibt dann schwül und warm. Der Hitzeindex kann folglich steigen, obwohl Schatten an der Oberfläche unmittelbar Entlastung schafft.

Die Forschenden beobachteten diesen Effekt in ihrem gesamten Datensatz. Vegetationsbedeckung und Kronenstruktur gingen mit einem niedrigeren Hitzeindex einher, sobald Grünheit und Blätterdichte bestimmte Schwellenwerte überschritten.

Eine hohe physiologische Aktivität des Kronendachs – also Bäume, die intensiv arbeiten und viel Feuchtigkeit abgeben – war unter bestimmten Bedingungen dagegen mit einem höheren Hitzeindex verbunden, insbesondere in feuchten und kompakt bebauten Stadtgebieten.

„Die Frage ist nicht, ob Städte begrünt werden sollten. Das sollten sie. Die Frage lautet, welche Art von Grün wo und in welchem Umfang eingesetzt wird“, sagte der leitende Studienautor Angara Borah vom IITGN.

„In trockenen Städten kann Vegetation starke Kühlungseffekte erzielen. In feuchten und kompakten Vierteln müssen Planende jedoch auch Luftströmungen und Feuchtigkeitsansammlungen berücksichtigen.“

Einheitliche Zielvorgaben funktionieren nicht

Die übergeordnete Aussage der Studie lautet, dass es ein zu grobes Instrument ist, Grünflächen als einzelne Kennzahl zu behandeln, die einfach maximiert werden soll.

Eine Stadt, die ihr Ziel für Baumpflanzungen erfüllt, indem sie dicht bebaute, feuchte Viertel mit Kronendächern hoher Feuchtigkeitsabgabe füllt, könnte feststellen, dass ihre Bewohnerinnen und Bewohner tatsächlich nicht kühler leben – oder sich die Hitze sogar stärker anfühlt als zuvor.

„Begrünung ist für die Anpassung an den Klimawandel unverzichtbar, und Schatten verschafft Menschen sofortige Entlastung“, sagte der leitende Autor Udit Bhatia.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass einheitliche Pflanzvorgaben einen Teil des Problems übersehen. Städte brauchen Begrünungsstrategien, die Schatten, Feuchtigkeit und Belüftung gemeinsam berücksichtigen.“

Das bedeutet, Schattenbäume, Parks, Straßenbepflanzung, Freiflächen und Belüftungskorridore als Teile eines Gesamtsystems zu betrachten, statt sie als voneinander unabhängige Maßnahmen zu behandeln.

In feuchten und dicht bebauten Vierteln gewinnen die Details an Bedeutung: welche Arten ausgewählt werden, in welchem Abstand die Baumkronen stehen, wie Bäume geschnitten werden und wie Straßen ausgerichtet sind, damit Luft zirkulieren kann.

All diese Faktoren beeinflussen, wie viel Feuchtigkeit sich ansammelt und wie schnell sie sich wieder verteilt.

Strategien für besonders gefährdete Menschen

Die soziale Dimension ist erheblich und sollte klar benannt werden.

Den gefährlichsten Hitzebelastungen in indischen Städten – ebenso wie in Städten weltweit – sind meist Menschen ausgesetzt, die in dicht bebauten, schlecht belüfteten Vierteln leben und arbeiten und nur begrenzten Zugang zu Klimaanlagen oder anderen Kühlmöglichkeiten haben.

Genau in diesen Gebieten könnte eine schlecht geplante Begrünung weniger Entlastung bringen als erhofft oder die Hitzebelastung sogar verstärken.

Die Begrünungsstrategie in diesen Vierteln richtig umzusetzen, ist keine Nebensächlichkeit.

Es entscheidet darüber, ob eine Maßnahme den besonders gefährdeten Menschen wirklich hilft oder auf einem politischen Dashboard gut aussieht, sie aber verfehlt.

Ein Rahmen für die städtische Begrünung

Die Forschenden weisen ausdrücklich darauf hin, dass die Studie mit einer Auflösung von einem Kilometer auf städtischer Ebene arbeitet.

Die Untersuchung liefert daher noch keine Empfehlungen für einzelne Straßen, die Auswahl bestimmter Arten oder konkrete Pflanzanordnungen.

Für diesen Detaillierungsgrad müssten Muster auf Stadtebene mit präziseren Daten zu Straßen und einzelnen Pflanzen verknüpft werden – eine Aufgabe, die das Team als logischen nächsten Schritt beschreibt.

Was die Studie jedoch bietet, ist ein Denkrahmen für die städtische Begrünung, der deutlich hilfreicher ist als ein einzelnes Ziel für den Flächenanteil.

Städte in einer heißeren Zukunft

In einer künftig heißeren und feuchteren Welt werden jene Städte am wirksamsten abkühlen, die ihre grüne Infrastruktur sorgfältig planen.

Schatten, Feuchtigkeitsmanagement und Luftströmung müssen zusammenwirken, statt als getrennte Lösungen behandelt zu werden.

Zudem müssen diese Entscheidungen an das jeweilige Klima und die konkrete Struktur jedes Viertels angepasst sein.

Städte brauchen mehr Bäume, aber auch die passenden Bäume an den passenden Orten – geplant als zusammenwirkendes System und nicht als isolierte Ergänzungen.

Dieses Ziel ist schwieriger zu formulieren als ein Prozentsatz für Grünflächen. Für Menschen, die sich durch den Sommer in dicht bebauten Stadtvierteln schwitzen, ist es jedoch weitaus wichtiger.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.