Schweizer Forscher haben weltweit Daten gesammelt und analysiert, um die Folgen vermehrter Hitzewellen zu berechnen. Die Ergebnisse sind alarmierend und schockierend.
Hitzewellen sorgen für ein Aufheizen der Städte mit dramatischen Folgen für Mensch, Tier und Pflanzen.
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Die Gefahr tödlicher Hitzewellen hat in den letzten zwanzig Jahren erheblich zugenommen. Zukünftig werden solche Extremereignisse häufiger auftreten, was zu einer hitzebedingten Übersterblichkeit führen wird. Besonders Europa ist von diesem Phänomen betroffen, wie Forscher der ETH Zürich aufzeigen.
Hitzewellen stellen insbesondere für ältere, kranke und sozial benachteiligte Menschen eine tödliche Bedrohung dar. Die Hitzewelle im Jahr 2003 mit Temperaturen von bis zu 47,5 Grad in Europa führte innerhalb weniger Wochen zu schätzungsweise 45.000 bis 70.000 Todesfällen und gehört damit zu den schwerwiegendsten Naturkatastrophen der letzten Jahrzehnte. Wälder gerieten in Brand, Felder verdorrten, und die Notfallstationen in den Städten waren überfüllt. Die globalen Kosten beliefen sich auf etwa 13 Milliarden US-Dollar. Trotzdem bleibt die öffentliche Aufmerksamkeit für die Risiken von Hitzewellen im Vergleich zu anderen klimabedingten Extremen gering.
Weltweit Daten gesammelt
In Zusammenarbeit mit einer internationalen Gruppe von Epidemiologen sammelten Forscher des Instituts für Umweltentscheidungen der ETH Zürich seit 2013 systematisch Daten zur täglichen hitzebedingten Übersterblichkeit in 748 Städten und Gemeinden in 47 Ländern weltweit.
Mithilfe dieser Daten berechneten die Wissenschaftler die Beziehung zwischen der täglichen Durchschnittstemperatur und der Sterblichkeit für jeden der 748 Orte. Dadurch ermittelten sie eine optimale Temperatur, bei der die geringste Übersterblichkeit auftrat. Diese Werte variieren je nach Ort. So liegt die optimale Temperatur in Bangkok bei 30 Grad, in São Paulo bei 23, in Paris bei 21 und in Zürich bei 18 Grad. Jede Zehntelgrad über dieser idealen Temperatur erhöht die Übersterblichkeit.
Auswirkungen von Hitze variieren
"Hitze ist nicht überall gleich", betont Samuel Lüthi, Erstautor der Studie. "Die gleiche Temperatur beeinflusst die hitzebedingte Übersterblichkeit in Athen und Zürich auf unterschiedliche Weise." Dies hängt nicht nur von der Temperatur ab, sondern auch von physiologischen Faktoren (Anpassungsfähigkeit), Verhaltensweisen (Mittagsschlaf), Stadtplanung (Grünflächen vs. Beton), demografischer Struktur und Gesundheitssystem.
Die Forscher berechneten mithilfe der idealen Werte die Auswirkungen auf die Übersterblichkeit bei einer durchschnittlichen globalen Erwärmung von 0,7 Grad (Wert für das Jahr 2000), 1,2 Grad (Wert für das Jahr 2020), 1,5 und 2 Grad. Sie verwendeten dafür besonders leistungsstarke Klimamodelle, sogenannte SMILEs (Single-Model Initial-condition Large Ensembles).
Durch mehrfache Durchläufe des Modells mit leicht variierenden Wetterbedingungen konnten sie verschiedene mögliche Wetterszenarien bei einem bestimmten CO2-Gehalt in der Atmosphäre simulieren. Diese Daten kombinierten sie mit einem epidemiologischen Modell, um die entsprechende hitzebedingte Mortalität zu berechnen. Im Gegensatz zu bisherigen Prognosen, die auf spezifischen Modellen für bestimmte Zeiträume beruhten, konnten sie mit dieser Methode besser extreme Klimaauswirkungen quantifizieren und Unsicherheiten verringern.
Bis zu 15 Prozent hitzebedingte Todesfälle
Die Ergebnisse zeigen, dass das Risiko von Hitzewellen mit erheblicher Übersterblichkeit in den letzten 20 Jahren stark zugenommen hat. "Die Übersterblichkeit einer Hitzewelle wie jener von 2003, die früher als Ereignis alle 100 Jahre betrachtet wurde, erwarten wir heute alle 10 bis 20 Jahre", erklärt Lüthi. In einer um zwei Grad wärmeren Welt könnten solche Hitzewellen an vielen Orten sogar alle zwei bis fünf Jahre auftreten. Werte für hitzebedingte Sterblichkeit, die im Jahr 2000 noch als sehr unwahrscheinlich galten (alle 500 Jahre), könnten in einer Zwei-Grad-Welt 14 Mal alle 100 Jahre auftreten. Ohne Anpassungsmaßnahmen an die Hitze würde sich die Wahrscheinlichkeit für Mortalität bei solch extremen Hitzewellen um den Faktor 69 erhöhen.
Bestimmte Regionen sind besonders von steigenden Hitzewellen bedroht, darunter die Küsten des Golfs und des Atlantiks in den USA, die Pazifikküste Lateinamerikas, der Nahe Osten, Südostasien und das Mittelmeergebiet. Selbst in moderaten Klimaszenarien könnte in diesen Gebieten ein heißer Sommer dazu führen, dass bis zu zehn Prozent der gesamten Todesfälle hitzebedingt sind.
2003 betrug dieser Anteil in Paris, das besonders von der Hitzewelle betroffen war, fünf bis sieben Prozent. Dies bedeutet, dass allein in der französischen Hauptstadt etwa 2.700 Menschen aufgrund der Klimaerwärmung vorzeitig gestorben sind, sei es durch Dehydrierung, Hitzschlag oder Herz-Kreislauf-Versagen. "Laut unseren Berechnungen könnten in Zukunft in Paris bis zu 15 Prozent der Todesfälle hitzebedingt sein", warnt Lüthi. Europa, insbesondere Südeuropa, ist besonders anfällig, da die Temperaturen dort doppelt so schnell steigen wie im globalen Durchschnitt und die Bevölkerung überdurchschnittlich alt ist.
Anpassung nötig
"Die Ergebnisse haben mich schockiert", so der 30-jährige Klimawissenschaftler. "Während der Studie habe ich immer versucht, hinter den Zahlen die betroffenen Menschenleben zu sehen. Das ist beunruhigend." Die zugrunde liegenden Annahmen der Modelle sind eher konservativ. Angesichts der aktuellen Treibhausgasemissionen steuert die Welt nicht auf eine Erwärmung von 1,5 bis 2 Grad Celsius zu, wie in der Studie angenommen, sondern auf 2,6 Grad. Zudem wurden Faktoren wie Bevölkerungswachstum, Urbanisierung und steigende Altersstruktur nicht in die Zukunftsszenarien einbezogen – dies könnte hitzebedingte Übersterblichkeit weiter erhöhen. Außerdem fehlen epidemiologische Daten für Afrika und Indien, Regionen, die stark von Klimawandel und Armut betroffen sind.
Die Forscher betonen, dass die Ergebnisse die Dringlichkeit von Maßnahmen verdeutlichen. Um zunehmende Hitzewellen zumindest einzudämmen, sei der schnellstmögliche Ausstieg aus fossilen Brennstoffen von größter Bedeutung, so Lüthi. Die Studie zeige, dass das Risiko bei 1,5 Grad Erwärmung zwar hoch ist, aber immer noch bedeutend geringer als bei 2 Grad. Dennoch kann die Gesellschaft auch teilweise an höhere Temperaturen angepasst werden, um die Auswirkungen zukünftiger Hitzewellen abzumildern.