Downtown Minneapolis von der Spitze eines 500-Fußturms, wo Instrumente Verdampfung, Wärmefluss und andere Wettervariablen gemessen haben. (Kredit: Joe McFadden / UC Santa Barbara)
Eine neue Studie skizziert einige der Auswirkungen, die der Klimawandel auf nördliche Städte mit kaltem Klima haben wird, einschließlich in Europa und Nordamerika.
Südliche Städte wie Houston und Tampa, die sich dem Zorn der Hurrikane Harvey und Irma gegenüber sahen, seien nicht die einzigen städtischen Umgebungen, die extremem Wetter ausgesetzt seien, so die Forscher. Auch in den nördlichen Städten besteht die Gefahr von Überschwemmungen, da sich die globalen Temperaturen weiter erwärmen.
In der Tat haben sich höhere Temperaturen als unverhältnismäßig stark auf die nördlichen Landflächen ausgewirkt, insbesondere auf die Arktis, die bereits Auswirkungen des Klimawandels erfahren hat.
"Im Allgemeinen nimmt die Niederschlagsmenge zu, aber auch die Art der Niederschläge verändert sich."
Die Studie kombiniert Beobachtungen und Modellierungen, um die Auswirkungen von Klima und Urbanisierung auf den Wasserkreislauf in den verschiedenen Jahreszeiten in vier kalten Klimastädten in Europa und Nordamerika zu untersuchen.
"Im Allgemeinen nimmt die Niederschlagsmenge zu, aber auch die Art der Niederschläge verändert sich", sagt Joe McFadden, Professor an der University of California in der Santa Barbara-Abteilung für Geographie.
"Während mehr Niederschlag in einem Jahr fallen kann, kommt es eher als Regen denn als Schnee, weil die Temperaturen steigen. Ein kürzerer Schneefall, mehr Frühlingsregen und eine schnellere Schneeschmelze können große Mengen an Abfluss freisetzen, die städtische Wassersysteme belasten und Überschwemmungen in städtischen Gebieten verursachen können ", erklärt er.
Die Wissenschaftler verwendeten Messungen in Minneapolis-St.Paul, Minnesota; Montreal Kanada; Basel, Schweiz; und Helsinki, Finnland. Leitende Autorin Leena Järvi von der Universität Helsinki koppelte diese mit einem urbanen hydrologischen Modell - dem Surface Urban Energy and Water Balance Scheme (SUEWS) - um eine mehrjährige Analyse durchzuführen.
Die Forscher fanden heraus, dass nach der Schneeschmelze der städtische Abfluss wieder stark von dem Anteil der bebauten versus bewachsenen Flächen kontrolliert wird, die Wasser aufnehmen können. Im Winter jedoch maskiert das Vorhandensein von Schnee diesen Einfluss.
Basel hatte mehr als 80 prozentige undurchlässige Oberflächen, während der amerikanische Standort - ein erster Ringvorort in Minneapolis-St.Paul - die geringste Menge an undurchlässiger Oberfläche aufwies, etwa 10 Prozent.
"Die Kombination von Messungen und Modellen auf diese Weise ist sehr wertvoll, weil es uns einen Ausgangspunkt gibt, um verschiedene Städte, Abstufungen zwischen der Stadt und den Vororten oder Veränderungen in der Stadt im Laufe der Zeit zu vergleichen", sagt McFadden. "Sobald wir verstehen, wie das funktioniert, ist dieses Wissen übertragbar und kann dazu verwendet werden, andere Probleme zu verstehen."
Laut McFadden zeigt diese Analyse nicht nur, dass das Winterklima für Nordstädte wichtig sein kann, sondern auch die Auswirkungen auf die Hochwasserrisiken. Er stellt jedoch fest, wie sich dies in jeder Stadt auswirkt, ist eine komplexe Interaktion."Wir haben gezeigt, dass das Modell genau das widerspiegelt, was wir in Städten gemessen haben. Jetzt können wir Sensitivitätsstudien durchführen, bei denen sich nur eine Variable ändert - der prozentuale Anteil der Stadt, die von undurchlässigen versiegelten Materialien durchdrungen ist", sagt er.
"Dann können wir untersuchen, wie sich die Schmelze von Schnee und Abfluss angesichts des Prozentsatzes der undurchdringlichen Oberfläche jeder Stadt verändert. Das ist sehr wichtig, denn es hilft uns zu verstehen, wie die gebaute Umwelt der Stadt die Auswirkungen globaler Klimafaktoren verändert ", sagt McFadden.
Die Forschung in der Fachzeitschrift erscheint Wissenschaftliche Berichte.
Quelle: UC Santa Barbara
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