Abwärme aus Städten beeinflusst das Klima ganzer Kontinente

Die wichtigsten Klimaeinflüsse, die vom Menschen verursacht werden, sind der Treibhausgasausstoß aus dem Verbrennen fossiler Brennstoffe, die Veränderung bei der Landnutzung durch mehr und größere Städte, das Abholzen von Wäldern sowie der Ausstoß von Aerosolen. Weniger oder gar nicht berücksichtigt wird die Abwärme, die beim Verbrauch von Energie entsteht. Sie galt bisher lediglich als ein Faktor für die meist deutlich höheren Temperaturen in Städten im Vergleich zum Umland, ein Phänomen, das Wärmeinsel-Effekt genannt wird.

Tatsächlich scheint die Abwärme das Klima jedoch in weit größerem Maßstab zu beeinflussen, wie die neue Analyse der Forscher zeigt. Anlass zur Studie gab die Überlegung, dass die bisher berücksichtigen Faktoren lediglich für eine Umverteilung der ohnehin vorhandenen Wärmeenergie sorgen, während die Abwärme zusätzliche Energie in den Kreislauf einträgt. Diese Energiemenge sei zwar vergleichsweise gering und sollte daher die globale Durchschnittstemperatur kaum beeinflussen. Sie konzentriere sich jedoch auf einige wenige Gebiete und Regionen - nämlich die Großstädte und ihre direkte Umgebung. Dort könnte sie die lokalen Druckverhältnisse so drastisch verändern, dass diese möglicherweise regionale oder sogar globale atmosphärische Zirkulationsmuster beeinflussen, mutmaßten die Forscher.

Sie simulierten daher, wie sich das Klima im Lauf von 100 Jahren entwickelt, wenn man die Abwärme in Ballungsgebieten einfließen lässt. Das Ergebnis: Der Effekt auf die globale Durchschnittstemperatur ist tatsächlich mit 0,01 Grad sehr gering. Die Temperaturverteilung verändert sich dagegen im Vergleich zur Vorhersage der herkömmlichen Modelle deutlich. So werden die Winter in Russland und Nordasien um bis zu ein Grad und in Ostchina um bis zu 0,5 Grad wärmer. In den nordöstlichen USA und dem Süden Kanadas beträgt der Temperaturanstieg im Winter bis zu 0,8 Grad. In Europa wird es im Winter dagegen kälter.

Diese Werte finden die Forscher besonders deswegen interessant, weil nahezu das gleiche Muster in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts beobachtet worden sei. In dieser Zeit habe es diverse regionale Temperaturtrends gegeben, die mit den bisher verwendeten Klimamodellen nicht erklärt werden konnten und die gut zu den Daten der Simulation passten. Verantwortlich dafür sind laut den Forschern vermutlich anomale Druckverhältnisse, die als Folge der lokalen Erwärmung über den Städten entstehen.

So zeige die Simulation zum Beispiel ungewöhnliche Tiefdruckgebiete über der russischen Arktis und Hochdruckgebiete über Zentralasien als Folge der Energienutzung. Solche Druckschwankungen verursachen dann offenbar Veränderungen der Windströme in der Atmosphäre - und das wiederum erklärt, wie die lokale Abwärmeproduktion mehrere tausend Kilometer entfernt das Klima beeinflussen kann. Als nächstes müsse der Zusammenhang nun mit anderen Klimamodellen verifiziert und genauer analysiert werden, sagen die Wissenschaftler.