Thermische Verschmutzung aus Großstädten

Das Rezept enthält fast 90 Zutaten! Damit fütterten die Autoren der neuen Studie ein globales Klimamodell. Mit Energiedaten aus 86 Großstädten auf der Nordhalbkugel. Wie Perlschnüre reihen sich die Metropolen an den Küsten Nordamerikas und Ostasiens aneinander – Megastädte wie San Francisco, Los Angeles, Peking und Shanghai. Alle produzieren sie große Mengen Abwärme aus Gebäudeheizung und Verkehr.

Von "Ketten städtischer Hitzeinseln" an den Küstenstreifen spricht Ming Cai, Professor für Meteorologie an der Florida State University. Der thermische Effekt all dieser Ballungszentren auf Atmosphäre und Klima sei nun erstmals in seiner Gesamtheit simuliert worden, in einem globalen Modell:

"Wir haben entdeckt, dass durch die Abwärme der Energienutzung in diesen 86 Ballungsgebieten die Wintertemperatur zunimmt, und das kontinentweit. Die Erwärmung ist durchaus bemerkenswert. Sie kann bis zu ein Grad in nördlichen Breiten betragen."

Man müsse sich die Atmosphäre über den Ballungszentren wie ein unsichtbares Gebirge vorstellen, sagt der Meteorologe und gebürtige Chinese.

Durch die städtische Abwärme entstehe ein aufragender "thermischer Dom", wie ihn Cai nennt. In diesen Wärmekegeln sei die Luft dichter. Etliche von ihnen reihten sich an den dicht besiedelten Küsten aneinander. Dort würden sie zum Hindernis für die vorherrschenden starken Höhenwinde aus Westen. Wir kennen sie auch als Jet Streams.

"Wenn der Jet Stream zum Beispiel auf die Rocky Mountains trifft, wird er nach Norden und Süden abgelenkt. Die Wärmekegel über den Metropolen wirken im Prinzip genauso – wie thermische Berge. Natürlich längst nicht so stark wie ein richtiges Gebirge. Aber auch sie blockieren die atmosphärische Zirkulation und verändern den Jet Stream. In mittleren Breiten wird er schwächer, im Norden und Süden aber etwas stärker."

Auf seinem Nord-Zweig transportiert der winterliche Jet Stream dann eine Menge der städtischen Abwärme in höhere nördliche Breiten. Und das, so die neue Studie, über Hunderte oder sogar Tausende von Kilometern. Dabei kommt es dann zum Austausch mit bodennahen Winden und zu einem Anstieg der Temperatur in Bodennähe. Auf diese Weise tragen auch Europas Großstädte dazu bei, dass es in Russland im Winter etwas wärmer wird. So jedenfalls die Modellergebnisse.

"Das geschieht sehr weit entfernt von den Quellen, an denen die Abwärme tatsächlich freigesetzt wird. Das ist eine wichtige Erkenntnis aus unserer Studie! Es gibt Klimamodelle, die zeigen für höhere nördliche Breiten eine stärkere Erwärmung, als sie durch Treibhausgase allein erklärt werden kann. Jetzt zeigt sich: Diese bisher unerklärliche Erwärmung ist etwa genauso stark wie die Temperaturzunahme durch die Abwärme aus diesen 86 Ballungsräumen."

Ein fehlender Mosaikstein könnte also gefunden sein! Das will der US-Meteorologe damit sagen. Noch spricht er allerdings von einer Hypothese. Die aber kommt auch anderen plausibel vor. Wie etwa Corinne Le Quéré, die Direktorin des Tyndall-Zentrums für Klimawandel-Forschung im englischen Exeter:

"Das ist eine sehr interessante Studie. Sie ändert nichts an unserem Bild vom Klimawandel. Aber sie verbessert unser Verständnis von regionalen Mustern der Erwärmung. Nicht nur die Abwärme von Ballungsräumen beeinflusst das Klima, sondern zum Beispiel auch Eingriffe des Menschen in die Vegetation. Die Forschung beschäftigt sich inzwischen immer mehr mit solchen Effekten. Und ich denke, das hilft uns, den Klimawandel nicht nur global zu verstehen, sondern auch regional."

Wie so oft gilt aber auch in diesem Fall: Weitere Studien müssen die Ergebnisse der Klimasimulation noch bestätigen.