Bereiche mit niedrigem Einkommen in Städten sind in der Regel dichter besiedelt und haben mehr wärmeabsorbierende Materialien wie Parkplätze, Gebäude und Bürgersteige. Diese als städtische Hitzeinseln bekannten Gebiete haben oft keinen Platz für Bäume, die den nötigen Schatten spenden, um die Temperaturen kühler zu halten.
Das Fehlen von Vegetation in städtischen Gebieten trägt zur Bildung der städtischen Wärmeinsel bei, was den thermischen Stress für die Bewohner deutlich erhöht und die Morbidität und Mortalität erhöht. Eigenschaften der bebauten Umwelt, wie Grünflächen, Stadtform, Stadtgröße oder spektrale Reflexion, erzeugen nicht nur Temperaturunterschiede zwischen städtischen und umliegenden ländlichen Gebieten, sondern tragen auch zu innerstädtischen Temperaturschwankungen bei.
Minderungsstrategien sind eindeutig erforderlich, um die städtische Hitze zu reduzieren, insbesondere vor dem Hintergrund der Urbanisierung, der anthropogenen Erwärmung und der zunehmenden Häufigkeit und Intensität von Hitzewellen.
Die Erwärmung der Temperaturen aufgrund des Klimawandels wird voraussichtlich die Häufigkeit, Intensität und Länge von Hitzewellen weltweit erhöhen. Während höhere Temperaturen für jeden unangenehm sind, ist die Anfälligkeit für extreme Hitze bei älteren Bevölkerungsgruppen, Menschen, die täglich mit bereits bestehenden Erkrankungen kämpfen, und Menschen mit begrenzten Ressourcen, um mit tagelangen Hitzewellen fertig zu werden, überproportional erhöht. Der Weltklimarat hat die „zunehmende Häufigkeit und Intensität extremer Hitze, einschließlich des städtischen Hitzeinseleffekts“ als relevante Gefahr für bestimmte Altersgruppen – ältere Menschen, sehr junge Menschen und Menschen mit chronischen Gesundheitsproblemen – identifiziert.
Die Milderung der Probleme städtischer Hitzeinseln ist eine Frage der öffentlichen Gesundheit und der Umweltungerechtigkeit.
Welche Art von Forschung wird durchgeführt, um die städtische Hitze zu reduzieren?
Einer lernen bewerteten das Potenzial grüner Infrastruktur als städtische Hitzeminderungsstrategie, wobei der Schwerpunkt auf Grün in Parks, Dächern und Wänden lag. Typischerweise senkt Grün auf dem Boden die Spitzenoberflächentemperatur um 2–9 °C, während grüne Dächer und grüne Wände die Oberflächentemperatur um ~17 °C senken und auch eine zusätzliche Wärmedämmung für die Gebäudehülle bieten. Das Kühlpotential variiert jedoch stark, je nach Interessensskala (Stadt- oder Gebäudeebene), Grünfläche (Parkform und -größe), Pflanzenauswahl und Pflanzenplatzierung.
Andere lernen untersuchten die Beteiligung der Öffentlichkeit an der Verringerung der Hitzeeinwirkung, indem sie Anpassungsverhalten, die Vertrautheit mit städtischen Wärmeinseln und Kühlstrategien, die wahrgenommene Dringlichkeit von Maßnahmen zur Hitzeeinwirkung und die Zahlungsbereitschaft der Bürger analysierten. Ein Drittel lernen Ergänzt wird diese Grundlage durch die Analyse des Raubbaus an Wasserressourcen und der übermäßigen Nutzung undurchlässiger Materialien. Beide unterdrücken die Grundwassernachfüllung und erhöhen den Oberflächenabfluss, was zu einer Erwärmung der Städte führt und somit die Sicherheit der lokalen Bevölkerung gefährdet.
Die Ergebnisse zeigen, dass noch viel zu tun bleibt und Politik und Technologie oft isoliert voneinander und nicht gemeinsam entwickelt werden. Daher haben sie begrenzte Synergieeffekte, wenn sie darauf abzielen, globale Probleme wie städtische Hitze zu lösen.
Die NASA-Forschung wird sich mit der Anfälligkeit für extreme Hitze in Städten befassen
Ein neuer NASA-finanziertes Projekt wird die Entwicklung einer internetbasierten Plattform zur Unterstützung von Entwurfs- und Planungsentscheidungen unterstützen, die dazu beitragen wird, das städtische Wärmemanagement auf Gebäude-, Nachbarschafts- und Stadtebene gerecht anzugehen.
Der leitende Forscher: Travis Flohr, Assistenzprofessor für Landschaftsarchitektur an der Stuckeman School des Penn State College of Arts and Architecture, ist Co-Principal Investigator des zweijährigen, 250.000-Dollar-Projekts. Flohrs Rolle in der Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung von Szenarioplanungstools zur Entwicklung von Baumpflanzprogrammen als Teil von Hitzeminderungsstrategien.
Was ist das Besondere an Stadtbäumen? Grüne Infrastruktur kühlt die städtische Umgebung durch Schattenspenden und Evapotranspiration. Evapotranspiration – der Prozess, bei dem Wasser durch Verdunstung vom Boden und anderen Oberflächen und durch Transpiration von Pflanzen vom Land in die Atmosphäre übertragen wird – trägt in Szenarien mit extremer städtischer Hitze zur Kühlung der Umwelt bei.
Zweck: Das Projekt versucht, Prozesse zu etablieren, die die Wissenschaft der städtischen Hitze – ihre Ursachen, Lösungen und Auswirkungen auf gefährdete Gemeinschaften – in kommunale Planungslösungen und Politikgestaltung einbeziehen.
Von besonderem Interesse: Wesentliche Fragen, die das Projekt vorantreiben, sind: Was braucht es, damit Bäume in städtischen Gebieten wachsen, überleben und gedeihen? Wie sollte das Straßenumfeld, auch Straßenbild genannt, wärmedämmend beschaffen sein?
Daten für Entscheidungen: Anstelle des üblichen Ergebnisses von Forschungsstudien, analysereife Daten bereitzustellen, beabsichtigt dieses Projekt, entscheidungsreife Daten zu produzieren. Dieses Ergebnis ist insofern anders, als die Daten für die tatsächlichen Personen bereit und verdaulich sind, die Entscheidungen über die besten Schritte zur Abschwächung der Hitze treffen. Es werden keine externen Experten mehr benötigt, um bei der Dateninterpretation zu helfen.
Was ist die Technik hinter dem Vortrag? Das Forschungsteam plant die Entwicklung eines datengesteuerten Tools, mit dem Stadtentwickler Entscheidungen darüber treffen können, wo investiert werden soll. Es wird Ressourcen lenken, um die Auswirkungen von städtischen Hitzeinseln, jenen Räumen, in denen die Temperaturen viel höher sind als in Randgebieten, strategisch zu reduzieren und auszugleichen. Das Tool würde auch von Planern verwendet, die Richtlinien, Zonenvorschriften oder Bauvorschriften schreiben, damit sie die Strategien auf breitere, systemische Weise anwenden könnten.
Haben nicht alle Stadträume die gleiche Hitze? Fallstudien einzelner Städte deuten darauf hin, dass Hitzeexposition, wie andere Umweltstressoren, möglicherweise ungleichmäßig auf Einkommensgruppen verteilt ist. Wohlhabende Stadtgebiete bieten ausreichend Platz für Bäume. Diese Bäume sind in der Regel älter, größer und spenden mehr Schatten. Wohlhabende Gemeinden haben oft viel weniger Bedenken mit städtischen Hitzeinseln.
Was ist Redlining? Der Begriff „Redlining“ bezieht sich auf eine Praxis der Federal Housing Administration (FHA). Nach der Weltwirtschaftskrise wurden Gebiete mit beträchtlichen Bevölkerungsgruppen von Farbigen auf Hypothekenkarten mit roter Tinte umrissen. Diese Warnungen, keine Kredite an diese Bewohner zu genehmigen, bedeuteten, dass Subventionen an Bauunternehmen gingen, die Unterteilungen für weiße, wohlhabende Menschen in Massen produzierten.
Was hat Redlining mit urbaner Hitze zu tun? Es wurde festgestellt, dass die heißesten Orte in Städten historisch markierte Gemeinden sind. Infolgedessen sind die Menschen in diesen Gemeinden immer noch höheren städtischen Temperaturen ausgesetzt und sind größeren Gesundheitsrisiken durch extreme Hitzeereignisse ausgesetzt. In einer Untersuchung von 108 US-Städten haben Nachbarschaften, die in den 1930er Jahren rot markiert wurden, tatsächlich Oberflächentemperaturprofile im Sommer, die deutlich höher sind als andere codierte Wohngebiete.
Wie kommt die Skalierung ins Spiel? Durch den Wechsel von der Einheitenskala zur Gebäudeskala zur Parzellenskala hätten Grundbesitzer, Gebäudeeigentümer und Mieter, die in ein Gebiet kommen, das anfällig für Wärmeinseleffekte ist, Zugang zu Daten. Das heißt, sie könnten sehen, was sie selbst tun könnten, um die Dinge abzukühlen. Vielleicht würde es damit beginnen, ein kühles Dach zu installieren, Bäume zu pflanzen oder eine grüne Wand zu bauen. Die Daten würden auch zeigen, wo die besten Werte für Investitionen in ihren Raum bestehen.
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