Baumschatten in Städten: Warum Begrünung bei feuchter Hitze sorgfältige Planung braucht

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, tatsächlich erträglicher.

Eine neue Studie zeigt jedoch, dass pauschale Ziele für Baumpflanzungen – die ausschließlich auf eine größere Grünbedeckung abzielen – am Kern der Sache vorbeigehen können.

Unter bestimmten Bedingungen können Begrünungsprojekte in Städten dazu führen, dass sich feuchte Hitze sogar unangenehmer anfühlt.

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

Das Team wertete Daten aus 138 indischen Städten im Zeitraum von 2003 bis 2020 aus. Diese Städte liegen in Klimazonen von tropischer Savanne über semiaride Steppe bis hin zu feucht-subtropischem Klima.

Wie der Körper Hitze wahrnimmt

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

Diese Studie wählte einen anderen Ansatz und 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 Arten: anhand des Grünanteils, der Blattdichte und der physiologischen Aktivität des Kronendachs.

Zusätzlich nutzte das Team Daten zu nächtlicher Beleuchtung als Näherungswert für die städtische Dichte. Mithilfe erklärbarer KI-Methoden ermittelten die Forschenden, welche Faktoren den Hitzeindex ansteigen oder sinken ließen und an welchen kritischen Schwellenwerten dies geschah.

Bäume kühlen Städte über zwei Mechanismen: Schatten und Evapotranspiration. Schatten wirkt unmittelbar: Das Kronendach hält direkte Sonneneinstrahlung ab, sodass der Boden und die Menschen darunter kühler bleiben.

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

Feuchtigkeit, die sich staut

Das Problem besteht darin, dass die Vorteile der Evapotranspiration stark vom jeweiligen Kontext abhängen. In trockener Luft verdunstet die abgegebene Feuchtigkeit wirksam, 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 steigen, obwohl der Schatten an der Oberfläche sofortige Erleichterung verschafft.

Diesen Effekt beobachteten die Forschenden im gesamten Datensatz. Sobald Grünanteil und Blattdichte bestimmte Schwellenwerte überschritten, standen Vegetationsbedeckung und Kronenstruktur mit einem niedrigeren Hitzeindex in Zusammenhang.

Eine hohe physiologische Aktivität des Kronendachs – also Bäume, die intensiv arbeiten und viel Feuchtigkeit abgeben – war in manchen Situationen hingegen mit einem höheren Hitzeindex verbunden, insbesondere in feuchten und kompakten 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“, sagte Angara Borah vom IITGN, Hauptautor der Studie.

„In trockenen Städten kann Vegetation starke Kühlungseffekte bieten. In feuchten und kompakten Quartieren müssen Planende aber auch Luftströmungen und die Ansammlung von Feuchtigkeit berücksichtigen.“

Einheitliche Ziele für Baumpflanzungen funktionieren nicht

Die übergeordnete Aussage der Studie lautet, dass es zu grob ist, Grünbedeckung als eine einzelne Kennzahl zu behandeln, die maximiert werden soll.

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

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

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

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

In feuchten und dicht bebauten Quartieren werden die Details entscheidend: welche Arten ausgewählt werden, welche Abstände zwischen den Kronen bestehen, wie Bäume beschnitten werden und wie Straßen ausgerichtet sind, damit Luft zirkulieren kann.

All dies beeinflusst, wie viel Feuchtigkeit sich ansammelt und wie schnell sie sich wieder verteilt.

Strategien für besonders gefährdete Menschen

Die soziale Dimension ist dabei erheblich und sollte klar benannt werden.

Den höchsten gefährlichen Hitzebelastungen sind in indischen Städten – wie in Städten weltweit – 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 schlecht geplante Begrünung weniger Entlastung bringen als erwartet oder die Hitzebelastung sogar verstärken.

Die passende Begrünungsstrategie für diese Viertel zu entwickeln, ist keine bloße technische Einzelheit.

Sie entscheidet darüber, ob eine Maßnahme den besonders gefährdeten Menschen tatsächlich hilft oder auf einem politischen Dashboard gut aussieht, sie aber nicht erreicht.

Ein Rahmen für die Stadtbegrünung

Die Forschenden weisen sorgfältig darauf hin, dass die Studie auf einer städtischen Auflösung von einem Kilometer arbeitet.

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

Für diese Detailtiefe müssten stadtweite Muster mit präziseren Daten auf Straßen- und Pflanzenebene verknüpft werden – eine Aufgabe, die das Team als logischen nächsten Schritt benennt.

Was die Studie jedoch liefert, ist ein Rahmen, mit dem sich über Stadtbegrünung deutlich sinnvoller nachdenken lässt als mit einem einzigen Zielwert für die Flächenabdeckung.

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.

Diese Entscheidungen müssen zudem auf das jeweilige Klima und die bauliche Struktur jedes einzelnen Viertels zugeschnitten sein.

Städte benötigen mehr Bäume, aber ebenso die richtigen Bäume an den richtigen Orten – geplant als miteinander abgestimmtes System und nicht als isolierte Ergänzungen.

Das ist ein schwierigeres Ziel als ein bestimmter Prozentsatz an Grünbedeckung. Für Menschen, die den Sommer in dichten Stadtvierteln schwitzend verbringen, ist es jedoch wesentlich wichtiger.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.