Wie viele Bäume braucht es, um eine Stadt zu kühlen? Das sagt die Chinesische Akademie der Wissenschaften
Eine Studie deutet darauf hin, dass die Anpflanzung von Bäumen die Temperatur nicht in einem direkten oder linearen Verhältnis senkt: Bei größeren Flächen nimmt die kühlende Wirkung zu, aber mit abnehmender Geschwindigkeit.
Es ist bekannt, dass Bäume eine entscheidende Rolle bei der Bekämpfung der Hitze spielen, insbesondere in städtischen Gebieten. Aber wie viele Bäume muss man pflanzen, um die Temperatur in einer Stadt um 1, 2 oder 3 °C zu senken?
Eine Forschungsgruppe der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat ein Modell entwickelt, um die Auswirkungen von Bäumen auf die Temperatursenkung in städtischen Gebieten abzuschätzen. Es ist ein wissenschaftliches Instrument, das Stadtplanern hilft, konkrete Aufforstungsziele zu definieren.
Studie über Baumbestand und Temperatur in vier Städten
Die Wissenschaftler untersuchten, wie stark die Temperaturen sinken, wenn Bäume in städtischen Gebieten unterschiedlicher Größe - von Häuserblocks und Stadtvierteln bis hin zu ganzen Städten - gepflanzt werden . Das heißt, wie die Kühleffizienz in Abhängigkeit von der abgedeckten Fläche variiert.
Zu diesem Zweck analysierten sie Satellitenbilder und Temperaturdaten von vier Orten mit sehr unterschiedlichen Klimabedingungen: Peking und Shenzhen in China sowie Baltimore und Sacramento in den Vereinigten Staaten.
Sie unterteilten jede Stadt in Pixel, die einem Stadtviertel entsprechen, und berechneten die Temperatur und den prozentualen Baumbestand für jeden Abschnitt. Anschließend gruppierten sie diese Bereiche in größere Sektoren wie Stadtviertel und Bezirke und analysierten die Beziehung zwischen erhöhtem Baumbewuchs und reduzierter Temperatur auf jeder Ebene.
Wichtige Erkenntnisse für die Stadtplanung im Hinblick auf den Klimawandel
Sie fanden heraus, dass die Kühleffizienz dem "konvexen Potenzgesetz" folgt: Der thermische Nutzen der Anpflanzung von Bäumen ist auf einer kleinen Fläche am größten und nimmt allmählich ab, wenn sich das Gebiet ausweitet.
Mit anderen Worten: Eine Erhöhung des Baumbestands um 1 % führt in kleinen Gebieten zu einem größeren Kühleffekt, der sich stabilisiert, wenn der Baumbestand auf große Flächen ausgedehnt wird. Dies bedeutet, dass jeder zusätzliche Baum zwar immer noch zur Abkühlung in der Stadt beiträgt, die zusätzliche Wirkung jedoch in einem größeren Maßstab abnimmt.
In Städten wie Peking beispielsweise senkt eine Erhöhung des Baumbewuchses um 1 % die Temperatur eines Stadtblocks um etwa 0,06 °C. Auf der Ebene der gesamten Stadt jedoch senkt die gleiche Erhöhung des Baumbewuchses die Temperatur um etwa 0,18 °C. Auf der Ebene eines Stadtblocks hat das Hinzufügen von Bäumen also eine direkte und nützliche Kühlwirkung.
Auf der Ebene eines Stadtviertels hat die Anpflanzung von Bäumen also eine direkte und nützliche kühlende Wirkung, aber wenn diese Strategie auf die gesamte Stadt ausgeweitet wird, wird die Kühlung insgesamt effizienter, nimmt aber nicht linear zu.
Dieses Ergebnis war in allen vier untersuchten Städten gleich, was darauf hindeutet, dass dieses Muster auch für andere Klimatypen und Stadtgebiete gelten könnte. Es ist ein Hinweis darauf, dass die Beziehung zwischen der Flächengröße und der Kühlleistung von Bäumen verallgemeinerbar und für die Planung von Baumpflanzungen in verschiedenen Regionen nützlich sein könnte.
Das Wissen über das "Potenzgesetz" der Kühleffizienz von Bäumen ist für Stadtplaner, Umweltpolitiker und kommunale Behörden von Nutzen, die genauer prognostizieren können, wie viel Vegetation erforderlich ist, um bestimmte Wärmereduktionsziele zu erreichen.
In Baltimore beispielsweise könnte eine Erhöhung der Waldbedeckung um 6,39 % die städtischen Temperaturen um bis zu 1,5 °C senken, was erheblich dazu beitragen könnte, der "Wärmeinsel" entgegenzuwirken.
Beschränkungen der Studie und nächste Schritte
Die Studie wurde von Forschern der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Zusammenarbeit mit Steward Pickett, einem Ökologen am Cary Institute of Ecosystem Studies, geleitet und in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Die Autoren räumen gewisse Einschränkungen ein, zum Beispiel, dass das Modell nicht angeben kann, wo Bäume gepflanzt werden sollten, da dies die Berücksichtigung sozialer und gerechter Verteilungsfaktoren erfordert.
Um das Instrument zu validieren, schlagen sie außerdem vor, die Analyse auf Städte mit unterschiedlichem Klima und unterschiedlicher Dichte auszuweiten und zu untersuchen, wie die Kühlungseffekte mit dem Klimawandel variieren könnten, der einige Regionen in Zukunft heißer und trockener zu machen droht.
Quellenhinweis:
J. Wang, W. Zhou, S.T.A. Pickett, Y. Qian, A scaling law for predicting urban trees canopy cooling efficiency, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 121 (46) e2401210121, (2024).