Stadt, Land…Klima! - Untersuchung und Bewertung des Einflusses von Stadtklimaeffekten auf das Humanbioklima

am Beispiel des Campus der Technischen Universität Berlin.


Projektbericht des Orientierungsprojektes in den Studiengängen Ökologie und Umweltplanung und Landschaftsarchitektur (2. Semester SoSe 2014)

Hitzewarnsystem in Niedersachsen

Hitzewarnsysteme als Anpassungsmaßnahme an die gesundheitlichen Folgen des Klimawandels –

eine Untersuchung am Fallbeispiel Niedersachsen

Autor : Marc Eyerund

Einleitung

Abb.1: Atmosphäricher Wirkungskomplex(DWD 2014)

Der Atmosphärische Wirkungskomplex besteht aus dem aktinischen, thermischen und lufthygienischen Wirkungskomplexen, wie in Abbildung 1 dargestellt wird. In diesem Fall, werde ich ausschließlich auf den thermischen Wirkungskomplex eingehen. Der thermische Wirkungskomplex beinhaltet die kurzwellige Strahlung, die langwellige Strahlung, die Luftfeuchte, die Lufttemperatur und den Wind. Die Städte entwickeln sich immer mehr zu Hitzeinseln, z.B. durch die fehlende Vegetation, durch die großen Gebäude (fehlende Luftzirkulation) und durch die Menschen selbst (heizen im Winter, Kraftfahrzeuge) (DWD 2014). „Die Human-Biometeorologie befasst sich mit der Wirkung des Wetters auf den Menschen als einen natürlichen, physikalisch-chemischen Umweltfaktor. Hierbei lassen sich vier so genannte Wirkungskomplexe unterscheiden: der thermische, der fotoaktinische, der luftchemische und der (…) neurotrope Wirkungskomplex, der den Einfluss des Wetters auf den gesunden und kranken Menschen betrifft.“ (HUPFER 2006: 491) Um die vulnerable (anfällige/verwundbare) Bevölkerungsgruppe rechtzeitig zu warnen, wurde ein Hitzewarnsystem entwickelt. Zu der vulnerablen Bevölkerungsgruppe gehören z.B. chronisch kranke Personen, kleine Kinder und ältere Personen. Auch Personen die auf Hilfe angewiesen sind, wie z.B. Personen die im Koma liegen.

Aufbau des Hitzewarnsystems(HWS)

Das HWS dient der vulnerablen Bevölkerungsgruppe, um diese rechtzeitig zu warnen und die Betroffenen rechtzeitig Vorkehrungsmaßnahmen treffen zu können. Im Jahre 2005 wurde das Hitzewarnsystem in Deutschland durch den Deutschen Wetterdienst(DWD) ins Leben gerufen. Die Abbildung 2 zeigt den Aufbau des Hitzewarnsystems, von der Wettervorhersage zu der Warnung (DWD 2014).

Abb.2: Aufbau des Hitzewarnsystems (Koppe,03/2012)

Alles fängt mit einer Wettervorhersage des DWD an. Hier wird ein Wettervorhersagemodell verwendet. Die Wettervorhersagen werden mit Hilfe von komplizierten physikalischen Gleichungen durch Hochleistungscomputer berechnet. Der DWD kann Prognosen zwischen 3-5 Tagen vorhersagen, die eine Wahrscheinlichkeit von 70% aufzeigen. Die Ergebnisse von Lufttemperatur, Luftfeuchte, Wind und Strahlung wird dann in das sogenannte Klima-Michel-Modell eingefügt (DWD 2014). Das Klima-Michel-Modell ist das Energiebilanzmodell des Menschen. Dieses Modell dient der Berechnung des thermischen Wirkungskomplexes des Wetters und ihrer Bewertung. Es basiert auf der Behaglichkeitsgleichung von Fanger (FANGER, 1982) inkl. einer Korrektur nach Gagge et al. (1986) zur besseren Erfassung feuchtwarmer Bedingungen. Diese Gleichung verknüpft alle für den menschlichen Wärmehaushalt relevanten Größen und liefert eine Aussage über das durchschnittliche subjektive Empfinden des Menschen (Behaglichkeit, Wärmebelastung, Kältestress). Der Name <Michel> weist auf den Durchschnittsmenschen hin (hier: männlich, 35 Jahre alt, 1.75 m groß, 75kg schwer) (DWD 2014).

Was dann bei den Berechnungen rauskommt, ist das thermische Empfinden, was die Grundlage bzw. der Indikator für das Hitzewarnsystem ist. Zur Beschreibung des thermischen Empfindens dient die gefühlte Temperatur (STAIGER et al., 1997) in der Einheit °C. Sie vergleicht die tatsächlich vorgefundenen Bedingungen mit der Temperatur, die in einer Standardumgebung herrschen müsste, um ein identisches Wärme-, Behaglichkeits- oder Kaltgefühl zu haben. Die Bekleidung wird zwischen sommerlich leichter und winterlich dicker stets so variiert, dass sich der Mensch möglichst behaglich fühlt (DWD 2014).

Abb.3:Beziehung zwischen gefühlter Temperatur, Thermischem Empfinden und Belastungsstufen(DWD 2014)

In der Abbildung 3 wird die Beziehung zwischen der gefühlten Temperatur, dem thermischen Empfinden und der Belastungsstufe aufgezeigt. Die Warnstufen werden in zwei Stufen eingeteilt. Warnstufe 1: bei einer gefühlten Temperatur von 31 °C, das thermische Empfinden ist dort warm, bei einer mäßigen Wärmebelastung. Warnstufe 2: bei einer gefühlten Temperatur von 36°C, das thermische Empfinden ist dort heiß, bei einer starken Wärmebelastung (DWD 2014). Die Belastungsstufen werden jetzt in den jeweiligen Landeskreisen der jeweiligen Stadt geprüft. Werden die Belastungsstufen erreicht, wird ein Warnvorschlag von dem DWD herausgegeben. Geprüft werden diese Vorschläge von den zugehörigen Meteorologen eines Landeskreises. Diese geben dann eine Landeskreiswarnung an die Medien heraus. Durch das Internet, den Wetterbericht, Smartphone, Fax und Telefon können diese Warnungen übermittelt werden. Außerdem kann man kostenlos den Newsletter vom DWD direkt abonnieren, um die Warnung via Email zu erhalten. In der Email steht das jeweilige Bundesland, wann diese Warnung gültig ist und wie lange (DWD 2014).

Hitzewarnung in Kartenform

Ein Beispiel wie so eine Warnung in Kartenform dargestellt wird, kann man in der Abbildung 4 erkennen. Im Juli 2013 gab es eine Hitzewarnung für Deutschland. Anhand der Legende lässt sich erkennen, in welchen Städten vor der Hitze gewarnt worden ist. Die lila hinterlegten Flächen sind die Städte, die von der Hitze betroffen sind. Aus der Karte geht nicht hervor, um was für eine Belastungsstufe es sich handelt (DWD 2013).

Abb.4: Hitzewarnung in Deutschland(DWD 2013)

Diskussion

Das HWS basiert auf dem Klima-Michel-Modell, um die gefühlte Temperatur zu bestimmen. Die Berechnung durch das Klima-Michel-Modell ist zu allgemein, da die Grundlage eine männliche, 35 Jahre alte Person ist, ist die Aussagekraft der gefühlten Temperatur für die vulnerable Bevölkerungsgruppe nicht sehr Aussagekräftig. Die Personen werden zu spät gewarnt, sie sind viel anfälliger was die Hitze betrifft. Wenn es für das Modell, des 35-Jährigen Mannes eine Warnung ausgerufen wird. Was ist denn mit den 80-Jährigen Personen mit einer Herzschwäche? (DWD 2014).

Ergebnisse der Studie in Niedersachsen

„Seit 2005 haben alle Bundesländer in Deutschland in Zusammenarbeit mit dem DWD, dass sogenannte HWS eingeführt. In Niedersachsen wurde eine fragenbogengestütze Studie durchgeführt.

In dieser Studie die im „Umwelt und Menschen - Informationsdienst“ in der Ausgabe 3 von 2011 veröffentlicht wurde, wollte man folgende Fragen klären:

• Werden die vulnerablen Personen von Hitzewarnungen erreicht?

• Fördern die Warnungen ein angepasstes Verhalten?

Sind die Voraussetzungen für ein angepasstes Verhalten gegeben? Verhalten sich die vulnerablen Personen auch ohne Warnungen angepasst?“ (UMID, 2011: 51)

Die Übertragungsmedien, wie in Abbildung 2 zu sehen, sind das Internet, per Email oder Fax, per Newsletter abonnierbar oder durch Smartphones. Die Rede ist hier von vulnerablen Personen, die meistens auf Hilfe angewiesen sind. Ältere Personen die noch auf sich allein gestellt sind, verfügen oft nicht über das Medium Internet. Der Wetterbericht im Fernsehen gibt zwar die Warnung auch an die Bevölkerung, doch ist es gewährleistet, dass diese Personen sich jeden Tag den Wetterbericht anschauen? Es wurden 54 Senioren gefragt, die nicht in einem Pflegeheim wohnen, ob sie eine Hitzewarnung erhalten haben. 7,7% der befragten Senioren, haben die Wetterwarnung mitbekommen. Die meisten der Befragten hatten von der Existenz solch einer Warnung noch nie gehört. Den Unterschied zwischen einer Hitzewarnung und einem anderen Wetterhinweis, ist den meisten nicht bekannt (UMID 2011).

Es wurden 214 Einrichtungen in Niedersachsen zu den Hitzewarnungen befragt, ob sie bei einer amtlichen Warnung zu Schutzmaßnahmen greifen. Das Ergebnis spricht für sich, hier haben 54,7% der Einrichtungen angeben, dass sie bei einer Warnung keine Maßnahmen ergreifen. Das ist nur so zu erklären, dass diese Einrichtungen auf dem neuesten technischen Stand sind und über Klimaanlagen in der Einrichtung verfügen. 43,0% der Einrichtungen überprüfen ihre Maßnahmen bei einer Warnung und im Zweifel verstärken sie diese. Diese können mit Hilfe von Kühldecken oder klimatisierten Räumen erfolgen. Doch häufig sind es nur die Standardmaßnahmen, das die Personen doch bitte zu Hause bleiben sollen und die Sonne vermieden werden soll (UMID 2011).

Abb. 5 Einschätzung des eigenen Risikos bei Hitze(UMID 2011)

Es wurden 52 Senioren gefragt, die nicht in einer Pflegeeinrichtung leben wie sie den Risikofaktor für sich einschätzen. Abbildung 5 zeigt, dass 50 % der befragten Senioren kein Risiko sehen, in ihrem gesundheitlichem Zustand. Kennen diese Personen die Risiken von Hitzestress? 46,2% der Befragten schätzen das Risiko hoch bzw. sehr hoch ein. Sie wissen, dass der Hitzestress sich negativ auf ihre Gesundheit auswirken kann. Doch können sie sich auch gegen die Hitze schützen, gibt es genügend Aufklärungen was sie für Vorkehrungsmaßnahmen ergreifen können (UMID 2011)? Es gibt in Deutschland kaum Vorkehrungsmaßnahmen, um gegen die Hitze anzukämpfen. Die gängigsten Maßnahmen sind Klimaanlagen, Kühldecken, automatische Belüftungsmaßnahmen und Verschattungselemente für Wohngebäuden Wie schützen sich die vulnerablen Personen die noch in einem Privathaushalt leben? Oft bekommen die Personen eine solche Hitzewarnung nicht mit, oder sie wissen nicht, wie sie sich vor der Hitze schützen können. Hier muss eindeutig Aufklärungsarbeit geleistet werden, um geeignete Maßnahmen zu ergreifen (UMID 2011).

Schlussfolgerung

Die Übermittlung des HSW ist anscheinend sehr mangelhaft. Die Warnung wird kaum von der vulnerablen Bevölkerungsgruppe durch die Medien wahrgenommen. Außerdem wissen viele Personen gar nicht, um das Risiko eines Hitzestresses. Der DWD und die Pflegeeinrichtungen sollten Aufklärungsarbeit leisten und die verschiedenen Vorkehrungsmaßnahmen der Bevölkerung Nahe bringen. Die Hitzewarnungen sollten eindeutig und verständlich an die Personen übermittelt werden.

Es sollte versucht werden, allgemein die Hitzeinseln der Städte einzuschränken und für ein gutes Stadtklima zu sorgen. In der Stadt gibt es zu viele versiegelte Flächen und zu wenig Vegetation. Die Vegetation kühlt die Stadt, durch die Transpiration der Pflanzen und durch das Schattenspenden. Es gilt also jeglichen ungenutzten Platz in der Stadt zu begrünen. Die ungenutzten Plätze können die Dächer und Fassaden von Häusern sein. Eine Dachbegrünung und eine Fassadenbegrünung helfen dem Stadtklima schon sehr.

Literaturverzeichnis

DWD (DEUTSCHER WETTERDIENST)(2014),Bundesministerium für Verkehr und digitaler Infrastruktur: Wetter und Klima aus einer Hand. Online im Internet: URL: http://www.dwd.de [Stand 2014]

DWD (DEUTSCHER WETTERDIENST), Christina Koppe: Das Hitzewarnsystem des Deutschen Wetterdienstes - Zentrum für Medizin-Meteorologische Forschung Freiburg(Hrsg.) Online im Internet: URL:www.waldrlp.de/fileadmin/website/klimakompetenzzentrum/Regionalkonferenz/Koppe_WS_Gesundheit.pdf [Stand: März 2012]

UMID (UMWELT UND MENSCH – INFORMATIONSDIENST) : Hitzewarnsysteme als Anpassungsmaßnahme an die gesundheitlichen Folgen des Klimawandels – eine Untersuchung am Fallbeispiel Niedersachsen(Hrsg.) Online im Internet: URL: http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/pdfs/umid0311.pdf [Zuletzt abgerufen im November 2011]

HUPFER, P. & KUTTLER (Hrsg.) (2006): Witterung und Klima. Eine Einführung in die Meteorologie und Klimatologie. 12. Aufl., Teubner, 554 S.

POUL O. FANGER (HRSG.) (1982): Thermal Comfort. Analysis and Applications in Environmental Engineering. Krieger, Malabar, Fla. 1982

STAIGER, H., K. BUCHER, G., JENDRITZKY (HRSG.)(1997): Gefühlte Temperatur. Die physiologisch gerechte Bewertung von Wärmebelastung und Kältestress beim Aufenthalt im Freien mit der Maßzahl Grad Celsius. In: Annalen der Meteorologie 33, Offenbach, 100 – 107.


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