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Ein Baum so stark wie 10 Klimaanlagen: Wie Bäume unsere Städte kühlen

Der Klimawandel hat längst auch Deutschlands Städte erreicht. Und eins ist sicher: Die Stadt der Zukunft soll grün sein. Studien zeigen, dass Bäume und Grünflächen unsere Metropolen nachhaltig kühlen. Auf welche Faktoren kommt es dabei ganz besonders an und wie lässt sich dieser Effekt maximal nutzen?


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Bild: ZSun Fu (Unsplash)

Klimatologen erwarten, dass es in Zukunft immer heißere und trockenere Sommer geben wird. Rekordsommer, die heute noch als Extremwetter gelten, könnten schon bald zur Normalität werden. Städte trifft es dabei jetzt schon besonders stark. Bei hohen Temperaturen staut sich die Hitze vornehmlich in Ballungszentren und Innenstädten. Aufgeheizte Fassaden und glühender Asphalt speichern die Wärme. Ersehnte Abkühlung findet sich auch in der Nacht meistens nur im Umland. In Stadtzentren ist es nicht selten bis zu 10 Grad Celsius wärmer als auf dem Land. Städteplaner suchen dringend nach Möglichkeiten, um Hitzestau in Zukunft zu verhindern und die Temperaturen in dichten Siedlungen und Metropolen zu regulieren.



Warum Bäume ihre Umgebung kühlen


Bäume haben viele positive Effekte für Städte. Sie werten Straßen und offene Plätze optisch auf, filtern Schadstoffe aus der Luft und verbessern die Lebensqualität der Stadtbewohner. Mehrere Studien haben herausgefunden, dass Bäume auch eine natürliche Kühlfunktion haben, die unseren Städten nützlich werden kann. Wie funktioniert das? Bäume geben Feuchtigkeit ab. Ein Wald schafft sich sein optimales Klima nach Möglichkeit selbst. An warmen Tagen verdunstet mehr Wasser. Diese Feuchtigkeit, die an die Luft abgegeben wird, kühlt die Umgebung wie eine „natürliche Klimaanlage“. Dadurch bleibt es in Wäldern auch an sehr heißen Sommertagen meist angenehm kühl. Der Schattenwurf der Bäume spielt hier ebenfalls eine Rolle, da dieser die direkte Sonneneinstrahlung reduziert.


Ein Baum bewirkt so viel wie 10 Klimaanlagen


Das klingt zugegebenermaßen nach einer etwas verwirrenden Gleichung. Aber Wissenschaftler der niederländischen Universität Wageningen haben die durchschnittliche Kühlleistung eines Baumes ermittelt: 20-30 Kilowatt. Eine konventionelle Klimaanlage hat hingegen nur eine Kühlleistung von 2 Kilowatt. Hierbei ist die Größe des Baumes natürlich von Bedeutung.


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Ein grüner Blick auf Rotterdam, Niederlande. Bild: djedj (Pixabay)

Welche Baumart kühlt am besten?


Die Kühlleistung der Bäume hängt noch von weiteren Faktoren ab, als nur ihrer Größe. Es zeigte sich, dass auch die Art des Baumes einen Unterschied macht. Wissenschaftler der TU München haben die Kühlungseffekte von zwei verschiedenen Stadtbaum-Arten untersucht und miteinander verglichen - der Robinie und der Winterlinde. Leider gibt es bisher nur Untersuchungen zu diesen beiden Baumarten, aber die Ergebnisse sind bereits sehr informativ und lassen sich zum Teil auch auf andere Arten übertragen.



Beide Baumarten kühlen nämlich auf ihre eigene Weise effektiv. Wo sie die beste Kühlleistung erzielen, hängt von der Umgebung ab, in die man sie pflanzt. Zwei Dinge wurden bei der Studie der TU München deutlich:


Erstens: Bäume mit geringem Wasserbedarf auf Rasenflächen kühlen besser an heißen Tagen.


Wenn es besonders heiß ist, hat sich die Robinie als ideale grüne Klimaanlage für die Stadt bewährt. Der Baum hat kleinere Blätter und damit eine lichtere Krone, wodurch er weniger Wasser verbraucht und seiner Umgebung auch weniger Wasser entzieht. Durch den geringeren Wasserbedarf des Baumes und das Sonnenlicht, das durch die durchlässigere Baumkrone scheint, kann eine ausgedehnte Grasfläche um die Robinie herum wachsen. Dieser Rasen verdunstet ebenfalls Wasser, was auch einen Kühlungseffekt hat. Robinien auf einer Wiese sind eine ideale Bepflanzung, um starken Temperaturen in Städten entgegenzuwirken. Sie eignen sich also hervorragend für Parkanlagen. Eine andere Baumart, die ebenfalls einen niedrigen Wasserbedarf hat, ist die Eiche.


„Baumarten wie die Robinie, die wenig Wasser verbrauchen, können für einen höheren Kühlungseffekt sorgen, wenn sie in Grasumgebung gepflanzt werden. Das Erdreich rundum bleibt durch die Bäume feuchter, das Gras gibt über die Wasserverdunstung zusätzlich Hitze ab und reduziert somit die Temperatur in Bodennähe.“ – Dr. Mohammad Rahman, Pflanzenökologe an der TU München

Zweitens: Bäume mit einem hohen Wasserbedarf ohne Rasen sind besser für milde Tage.


Bei der Linde funktioniert der Kühlungseffekt etwas anders. Diese Baumart benötigt sehr viel Wasser und hat ein dichtes Blätterdach, weshalb Rasen hier in direkter Umgebung nur sehr schwer wachsen kann. Dadurch fällt der Kühlungseffekt des Rasens weg. Allerdings schlussfolgerten die Wissenschaftler, dass die Baumkrone viel Schatten spendet und an milderen Tagen gut vor der Mittagssonne schützen kann. Linden eignen sich gut für die Kühlung von versiegelten Flächen oder Straßen, auf denen sowieso kein Rasen wachsen kann. Andere Baumarten, die hierfür in Frage kämen, wären die Rosskastanie oder der Spitzahorn.

 

Buchtipp zum Artikel: „Deutschland 2050: Wie der Klimawandel unser Leben verändern wird“


 

Bäume kühlen besser als Grünflächen


Forscher der Universität ETH Zürich wollten wissen, wie Natur-Oasen in der Stadt idealerweise aussehen müssten. Sie stellten fest, dass Bäume in jedem Fall besser kühlen als bloße Rasen- bzw. Grünflächen mit Blumen. Das liegt nicht nur am Schatten der Bäume, sondern im Allgemeinen an den Wassermengen, die verdunsten. Flächen mit Bäumen kühlen nach dieser Untersuchung zwei bis viermal besser als Flächen mit nacktem Rasen. Der Temperaturunterschied zwischen beiden beträgt nach dieser Studie bis zu 12 Grad Celsius.


„Parks mit Bäumen haben tagsüber in ganz Europa einen deutlich höheren Kühlungseffekt als Parks ohne Bäume.“ - Dr. Jonas Schwaab, Geoökologe an der ETH Zürich

Die Wissenschaftler werteten für ihre Studie insgesamt Temperaturdaten von 293 europäischen Städten aus, darunter 36 deutsche Städte. Die Messungen der Oberflächentemperaturen stammen von Satelliten. Allerdings wurden keine präzisen Informationen wie etwa die Anordnung der Bäume (Baumreihen, einzelne Bäume) berücksichtigt und die Satellitenaufnahmen geschahen praktischerweise nur bei wolkenlosem Himmel.


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Begrünte Dachterrassen - mit Bäumen, Bild: CHUTTERSNAP (Unsplash)

Schwammstädte: Woher kommt das Wasser für die ganzen Bäume?


Manche Forscher machen düstere Prognosen und raten sogar ganz davon ab, Bäume mit einem hohen Wasserbedarf anzupflanzen. Aufgrund des Klimawandels sind extreme und langanhaltende Dürreperioden zu erwarten. Können sich die Städte da überhaupt eine Dauerbewässerung ihrer Bäume leisten?


Es gibt ein neues Konzept in der Städteplanung, das vor Dürre und vor Überschwemmung gleichermaßen schützen soll: Die Schwammstadt (auch „Sponge Citiy“ genannt). Das Prinzip ist simpel:



Regenwasser soll nicht einfach über den Asphalt und Beton fließen, um dann in den Kanalisationen zu verschwinden. Dieses System macht die Stadt nämlich anfällig für Überschwemmungen. Ein neuer Plan: Es sollen vielseitig bepflanzte Grünflächen, sowie begrünte Fassaden und Dächer errichtet und zusätzliche Rinnen mit künstlichen Wasserreservoirs gebaut werden. Ziel ist es, das Wasser langsamer abfließen zu lassen und dezentral zu speichern. Auf diese Weise könnte das natürliche Regenreservoir Stadtbäume im Idealfall von ganz allein versorgen und die Wassermengen würden sich bei Starkregen nicht an einer Stelle stauen. Im Umkehrschluss hat das Wasser wieder einen nachhaltigen Kühlungseffekt, wenn es langsam und kontinuierlich verdunsten kann.


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Grüne Fassaden des Hochhauskomplexes Bosco Verticale in Mailand, Italien. Bild: Gábor Molnár (Unsplash)

China hat angekündigt 30 Metropolen, darunter Peking und Shenzhen, zu Schwammstädten umzubauen. Auch Berlin hat das Potenzial von Sponge Cities erkannt. So wurde die Fassade des Uni-Gebäudes in Berlin-Adlershof bereits begrünt. Die Stadt Essen hat Mietshäuser mit zusätzlichen Rinnen und künstlichen Wasserreservoirs ausgestattet.


„Schwammstädte sind eine intelligente Lösung, um mehrere Probleme zu beseitigen.“ - Guido Halbig, Dipl.-Meteorologe vom Deutschen Wetterdienst

Gut zu wissen: Wie viel CO2 kann ein Baum binden?


Gerade weil es sich bei der Debatte zur Klimakrise häufig um die Frage der CO2-Emissionen dreht, ist es interessant zu wissen, wie viel CO2 ein Baum binden kann. Es gibt verschiedene Rechnungen zu unterschiedlichen Baumarten. Hier ein Beispiel: Es heißt, eine Buche bindet im Jahr etwa 12,5 kg CO2. Um jährlich eine Tonne CO2 aus der Luft zu ziehen, müsste man also 80 Buchen pflanzen. Hier ist jedoch zu beachten, dass ein Baum mit zunehmendem Alter mehr CO2 binden kann, da er in jungen Jahren weniger Biomasse besitzt.


Ein kleiner Disclaimer: Indem mehr Bäume gepflanzt werden, kann der Klimawandel nicht verhindert werden. Aber Bäume können in vielerlei Hinsicht die Lebensqualität der Menschen, insbesondere in den Städten, verbessern und sind ein wichtiger Bestandteil zahlreicher Ökosysteme.


 

Quellen bzw. weiterführende Links:


(1) Spiegel Wissenschaft: „Klimawandel in Ballungsräumen: Bäume kühlen Städte besser als Grünflächen“

(2) Spiegel Wissenschaft: „Klimawandel in Städten: Mit Grün gegen die Hitzewellen“

(3) Nature: „The role of urban trees in reducing land surface temperatures in European cities“

(4) TUM: „Bäume mit Grasflächen mildern Sommerhitze“

(5) Botanik Guide: „Bäume kühlen Städte wie natürliche Klimaanlagen“

(6) ScienceDirect: „Sponge City in China - A breakthrough of planning and flood risk management in the urban context“

(7) Humboldt Foundation: „Herr Rahman, welcher Baum kühlt im Sommer am besten?“

(8) Umwelt Bundesamt: „Dauerregen in Deutschland: Wie können wir vorsorgen?“

(9) co2online: „Wie viele Bäume braucht es, um eine Tonne CO2 zu binden?“