Klimawandel
Was die Hitze mit uns macht
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Erneut erleben wir einen Sommer mit Rekordhitze und Trockenheit. Mit Folgen für Mensch und Natur.
Über mehrere Tage bis zu 40 Grad Celsius am Tag und über 25 Grad in der Nacht. Bei diesen Verhältnissen, wie sie an einigen Orten in Deutschland in den letzten Wochen herrschten, kann der Sommer zum medizinischen Notfall werden. Denn je länger die Hitzewelle dauerte, umso mehr Frauen und Männer litten unter Kopfschmerzen oder Schwindel oder landeten gar in den Notfallambulanzen: dehydriert, verwirrt, mit Kreislaufkollaps oder weil ihre Medikamente, etwa gegen Bluthochdruck oder Schizophrenie, nicht mehr wirkten.
Vor allem Ältere, Kleinkinder und Herz- oder Lungenkranke waren betroffen, darunter viele CoronapatientInnen – aber auch Gesunde. Claudia Traidl-Hoffmann, Direktorin des Instituts für Umweltmedizin Helmholtz München und Mitgründerin des Zentrums für Klimaresilienz an der Uniklinik Augsburg, weiß von Dachdeckern und Erntehelferinnen, Kindergartenkindern und Joggern, Obdachlosen wie DachgeschossbewohnerInnen, deren Körper infolge der heißen Tage und fehlenden Nachtkühle schlapp machten. Und viele Tausend starben, wieder einmal.
Allein in den Sommern 2018 bis 2020 kamen laut einer aktuellen Studie in Deutschland fast 20.000 Frauen und Männer durch Hitze zu Tode. „Das sind doppelt so viele wie im Straßenverkehr – in nur wenigen Tagen“, mahnt Traidl-Hoffman. „Dabei sind Hitzetote vermeidbare Tote.“ Mit ihrem Team verfolgt sie daher eine lebenswichtige Forschungsfrage: Wie schützt man die Menschen vor der zunehmenden Hitze?
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Im Podcast spricht Claudia Traidl-Hoffmann darüber, wie der Klimawandel die Ausbreitung von Infektionskrankheiten begünstigt.
Claudia Traidl-Hoffmann, Leiterin des Instituts für Umweltmedizin, Helmholtz Munich. Bild: A. Heddergott/TUM
Was Hitzewellen im Körper anrichten, ist mittlerweile gut erforscht. „Kurz gesagt machen sie Gesunde groggy und Kranke kränker“, erklärt die Umweltmedizinerin. Herz, Lunge und Blutgefäße werden belastet, weil der Körper versucht, die Kerntemperatur auf 37 Grad herunter zu kühlen. Man schwitzt, verliert Flüssigkeit, der Kopf wird rot, kann sich schlechter konzentrieren. Überhitzt der Körper weiter, gerät ein gefährlicher Prozess in Gang. Ab 42 Grad gerinnt das Blut erst zu viel, dann gar nicht mehr. Das Hirn schwillt an, die Nieren filtern Giftstoffe nicht mehr aus dem Körper – Multiorganversagen droht. Denaturieren die Eiweiße, kommt alle Hilfe zu spät: Wie bei einem gekochten Ei gibt es keinen Weg zurück. Egal, ob die Patienten und Patientinnen 82, 20 oder zwei Jahre alt sind.
Menschen in Regionen oder Stadtvierteln, die ohnehin unter Luftverschmutzung leiden, sind zusätzlich gefährdet. Denn dort steigt mit der Hitze aufgrund chemischer Reaktionen auch die Schadstoffbelastung durch Stickstoffdioxid, Ozon oder Feinstaub. „Wenn es uns gelingt, dort die Luftbelastung zu verringern, etwa durch Tempolimits oder weniger Individualverkehr, profitiert die Gesundheit der Bewohner und Bewohnerinnen doppelt“, erklärt Traidl-Hoffmann. „An normalen Tagen und speziell während heißer Tage.“ Gleichzeitig bremse man mit den Emissionen auch noch die Treiber der Klimakrise – ein Triple-Win-Effekt sozusagen.
Infografik: Helmholtz
Auch die eigene Branche nimmt ihr Zentrum unter die Lupe. Genauer: dessen Beitrag zum Klima- und präventiven Gesundheitsschutz. So erforscht das Projekt „Green Hospitals“, wie Kliniken ihre Häuser sowohl emissionsärmer als auch hitzeresistenter betreiben können.
Um zu ermitteln, wann welche Menschen bei Hitzewellen welche Art Hilfe benötigen, entwickelt es außerdem ein Hitze-Register. Retrospektiv werden darin Krankendaten und Diagnosen mit Wetterdaten verknüpft, um Zusammenhänge zu erkennen. Dank ihnen können sich Ärzt:innen und Krankenhäuser in Zukunft besser vorbereiten.
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Im Podcast spricht Claudia Traidl-Hoffmann darüber, welche Folgen der der Klimawandel für Allergiker hat.
Nicht zuletzt berät Traidl-Hoffmann zusammen mit der Deutschen Allianz Klimawandel und Gesundheit (KLUG) unter anderem die Bayerische Landesregierung bei der Entwicklung eines klimaresilienten Gesundheitssystem, insbesondere von Hitzeschutzplänen. Vorbild ist Frankreich. Dort warnen Wetterdienste Krankenhäuser, Schulen oder Sozialdienste rechtzeitig vor Hitzewellen, damit diese nötige Schutzmaßnahmen ergreifen wie zum Beispiel: Räume verschatten und kühlen, für genügend Flüssigkeitsnachschub sorgen, Medikamente anpassen, Sportveranstaltungen absagen. „So rettet man Leben“, sagt die Medizinerin. „Deutschland muss da viel aktiver werden.“
Gegen Dürren helfen weder Getränke noch Sonnensegel. Viele Land- und Forstwirte leiden nun schon im dritten Jahr unter ihnen, beklagen Ernteausfällen, fürchten um ihre Existenz. Andreas Marx vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig (UFZ) kann ihnen diese Ängste nicht nehmen, aber zumindest aufzeigen, wie sich die Lage entwickelt.
Andreas Marx, Klimaforscher am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ in Leipzig
Seit 2014 koordiniert er den Dürre-Monitor: ein Online-Tool, das tagesaktuelle Daten zur Bodenfeuchte in Deutschland liefert. Ein Mausklick, und auf drei Karten zeigen Färbungen von Blau bis Dunkelrot den tagesaktuellen Zustand (oder wahlweise einen 14-Tage Rückblick) – im Gesamtboden bis 1,8 Meter Tiefe, in Oberboden bis 0,25 Meter Tiefe, der nach Regen schneller feucht wird und je nach Beschaffenheit das Wasser besser oder schlechter halten kann. Dieses so genannte pflanzenverfügbare Wasser zeigt die gleichnamige dritte Karte an; sie gibt damit etwa Landwirte und Landwirtinnen einen Hinweis, wie durstig ihr Getreide oder ihre Obstbäume sind, und ob es gegebenenfalls Sinn macht zu bewässern.
Welche Rolle spielt dabei die Hitze? „Dürren können auch ohne Hitze entstehen“, erklärt Marx. „Doch hohe Temperaturen sind ein wesentlicher Treiber, weil sie die Verdunstung beschleunigen.“ So verdunsten bei 30 Grad Lufttemperatur pro Quadratmeter und Tag bis zu sechs Liter Wasser, lösen sich buchstäblich in Luft auf und gehen dem Boden und den dort wachsenden Pflanzen oder Bäumen verloren. Jedes Grad mehr steigert die Verdunstung.
Gesamtbodenkarte des Dürremonitors für den 01.08.2022. Quelle: UFZ
Die Gesamtbodenkarte Mitte Juli 2022 macht klar, was die Kombination aus lang anhaltendem Regenmangel und vielen Hitzetagen bewirkt: Nur im Alpenraum, im Bayerischen Wald und zwischen Nordsee- und westlicher Ostseeküste herrscht keine Trockenheit. Der Schwarzwaldraum, Franken sowie fast ganz Ostdeutschland südlich der Elbe, mit Ausnahme von Harz und Thüringer Wald, sind rot bis tiefrot gefärbt (extreme bis außergewöhnliche Dürre). Der Rest des Landes changiert von gelb (außergewöhnlich trocken) bis orange (schwere Dürre). „Diese Situation dauert nun schon den dritten Sommer in Folge an“, sagt Andreas Marx. „Für Deutschland ist das völlig neu.“
Die Folgen kennt er auch: Allein 2018 wurden die landwirtschaftliche Verluste auf 700 Millionen bis drei Milliarden Euro geschätzt. Dazu kommen massive Schäden in Forsten und Wäldern, weil vor allem die darbenden Fichten sich nicht mehr gegen Borkenkäfer wehren können. Ganze Landstriche fallen kahl, machen für alle offensichtlich: Hier zeigt die Klimakrise längst ihre Gewalt.
Grundlage des Dürre-Monitors sind Simulationen mit dem so genannten mesoskaligem hydrologischen Modell. Es wurde am UFZ entwickelt und setzt sich auch bei anderen Forschungseinrichtungen immer weiter durch. Jede Nacht wird es mit Daten von 2500 Messstationen des Deutschen Wetterdiensts sowie von 40 eigenen Bodenfeuchtemessungen gespeist, die modellierten Ergebnisse bereitet es als Karte auf.
"Kühle Nächte sind für die Erholung besonders wichtig" - sagt Uwe Schlink vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ. Er forscht über Hitzestress in Städten.
Genützt werden diese von unterschiedlichsten Interessenten: Von Land- wie Forstwirten sowie beratenden Institutionen, von Saatgutentwicklern und Risikoversicherungen, der Flussschiffahrt und Trinkwasserverbänden, denen auch zunehmend die Ressourcen schwinden, und – auch das ist neu in Deutschland – von Feuerwehren. „Je trockener Waldböden sind, umso entzündlicher sind sie. Hitze dörrt vor allem den Oberboden aus, daher wächst an heißen Tagen die Waldbrandgefahr extrem. Eine weggeworfene Kippe, eine Fehlzündung am Katalysator, und aus einem Funken werden gefährliche Flammen“, weiß Marx. „Daher werden auch immer mehr Waldgebiete gesperrt. Ich fürchte, in unseren Wäldern wird es in absehbarer Zeit brennen wie in Südeuropa.“
Umso wichtiger die Frage: Wie geht es weiter mit der Hitze? Beantworten kann sie Astrid Kiendler-Scharr, Direktorin des Instituts für Energie und Klimaforschung „Troposphere“ in Jülich und Lead-Autorin des jüngsten IPCC-Berichts; genauer: des dort erstmals aufgenommenen Kapitels „Kurzlebige Klimaschadstoffe“. „Die heißen Temperaturen, unter denen wir hierzulande neuerdings leiden, werden angefacht von den aktuell gemessenen 1,1 Grad mehr im Vergleich zu vorindustriellen Zeiten“, erklärt die Physikerin.
Astrid Kiendler-Scharr, Direktorin des Instituts für Energie- und Klimaforschung, Forschungszentrum Jülich. Bild: Forschungszentrum Jülich, Ralf-Uwe Limbach
„Klar ist: Bis 2050 wird die Zahl der Hitzetage steigen, in besonders betroffenen Regionen um über zwei Wochen – selbst wenn wir es schaffen sollten, die Pariser Klimaziele einzuhalten.“ Ein Hamburger Sommer fühlt sich dann an wie heute Mailand, Köln wie Palermo.
Der Grund: Jede Gigatonne CO2, die wir in der Vergangenheit in die Atmosphäre entlassen haben, wirkt über Jahrzehnte bis Jahrhunderte nach. Kiendler-Scharr forscht daher über Klimaschadstoffe, die in der Summe genauso beitragen zur Erderhitzung wie CO2, aber deutlich kurzlebiger sind: Methan etwa, Ozon, Stickoxide oder andere Feinstaub-Aerosole.
„Diese Stoffe bieten uns eine starke Stellschraube, weil sie nur wenige Stunden bis maximal zwölf Jahre in der Atmosphäre bleiben“, so Kiendler-Scharr. „Reduzieren wir sie effektiv, können wir die Erhitzung bis 2100 um bis zu 0,8 Grad bremsen. Und ich kann es nicht oft genug sagen: Jedes Hundertstel Grad zählt, um uns vor noch mehr Extremereignissen wie Hitzewellen zu schützen!“
Um möglichst viele und genaue Daten für Rechenmodelle zu erheben, hat ihr Jülicher Institut über 20 Jahre Linienflugzeuge mit Messgeräten ausgestattet, die Atmosphärensimulationskammer SAPHIR aufgebaut und jüngst, im ersten Corona-Frühling 2020, mit einem fliegenden Zeppelin ermittelt, wie sehr sich die kurzlebigen Klimaschadstoffe während des Lockdowns verringert haben. Die Antwort ist etwas entmutigend: nur um sieben Prozent.
In der Atmosphärensimulationskammer SAPHIR können Prozesse in der Atmosphäre nachgestellt und untersucht werden. Bild: Forschungszentrum Jülich
Die gute Nachricht: Man weiß inzwischen genau, woher die menschgemachten Methanemissionen stammen. Vor allem vom Erdgas, aus der Viehwirtschaft und auf Mülldeponien. Und somit auch, welche Maßnahmen sie stoppen können. „Wir müssen konsequent auf erneuerbare Energien umsteigen, unsere Gebäude dämmen und leckende Gasleitungen reparieren“, fordert Kiendler-Scharr“. „Weniger Rindfleisch und Milch, bessere Abfallkreisläufe und so weiter.“
Bei Feinstaubaerosolen ist die Lage komplizierter. Sie stammen aus Abgasen und dem Verbrennen von Biomasse, aber auch aus natürlichen Quellen wie Wüstenstaub und Meeresgischt, bilden sich außerdem aus Stoffen, die von Pflanzen in die Atmosphäre abgegeben werden. Entsprechend unterscheiden sie sich in ihrer physikalischen wie chemischen Zusammensetzung und in ihrer Wirkung aufs Klima. In der Jülicher Atmosphärenkammer ist es gleichwohl gelungen, die grundlegenden Prozesse zu ermitteln, wie verschiedene Aerosole entstehen und wachsen. Derzeit erforscht Kiendler-Scharrs Team, wie genau sie aufs Klima wirken.
Die bekannten Schädlinge wie Kohlenmonoxid lassen sich etwa durch bessere Partikelfilter, weniger Verbrenner-Autos oder Tempolimits deutlich reduzieren. Mit doppelt positivem Effekt: Die Luft wird sauberer, das heißt weniger Menschen bekommen Lungen- und Herz-Kreislauferkrankungen, mit und ohne Hitzewellen. Womit wir wieder beim Thema Gesundheit sind.
Kiendler-Scharr betont: „Unsere Modellrechnungen zeigen, es ist möglich, durch Emissionseinsparungen die Erderhitzung zu bremsen. Nun ist es an der Politik, zu handeln.“
Was der Klimawandel für unsere Gesundheit bedeutet
Podcast mit Claudia Traidl-Hoffmann. Moderation und Redaktion Daniela Halm. Schnitt: Inken Wriedt
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