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Der Jahresverlauf der Witterung in Mitteleuropa besteht aus einer Folge typischer Wettersituationen, den „Grosswetterlagen“. Diese ergeben sich aus weiträumigen Luftdruckverteilungen und den daraus resultierenden Strömungsmustern. An der Ostseite eines mächtigen Hochdruckgebietes, das sich vom Nordatlantik zu den Britischen Inseln verlagerte, lag der Alpenraum Anfang September in einer Nordlage. In Nord-Süd-Richtung wurde somit kalte Luft in die Schweiz geführt und beendete den Hitzesommer pünktlich zum meteorologischen Herbstanfang am 1. September. In den drei vorangegangenen Sommermonaten dominierten Südwestlagen. Diese führten subtropische Luft in den Alpenraum und hat den Hitzesommer 2015 erst möglich gemacht. Nord- und Ostlagen (Bise) waren im ganzen Sommer äusserst selten.
Stadtklima
Die Grosswetterlage bringt in Zürich überall die gleiche vorherrschende Witterung. Trotzdem sind Unterschiede ersichtlich, die wie im Falle des Hitzesommers 2015 nicht unbedeutend sind. Vor allem die Temperaturen in Städten unterscheidet sich stark gegenüber dem Umland. Die dichte Bebauung und fehlende Vegetation sowie die Emission von Luftschadstoffen und Abwärme können in Städten zu einer höheren Lufttemperatur und Schadstoffkonzentration führen. Das „Stadtklima“ kann gesundheitliche Schäden (erhöhte Sterblichkeit und Krankheiten) und Veränderungen (auch positive) der Flora und Fauna verursachen.
Städtische Wärmeinseln
Die Wärmeinsel, in der englischen Fachsprache „Urban Heat Island“, ist ein typisches Merkmal des Stadtklimas. Der verbaute Stein heizt sich schneller auf. Er ist aber auch ein besserer Wärmespeicher, und gibt seine Wärme nachts langsamer ab. Die nächtliche Abstrahlung der Wärme wird auch durch die Einengung des Horizonts in „Strassenschluchten“ teilweise unterbunden. Ein weiterer Faktor, der zur Erwärmung der Innenstädte führt, ist die grossräumige Flächenversiegelung. Niederschlagswasser läuft daher schnell ab und steht nicht für die Verdunstung zur Verfügung. Da die Verdunstung Wärme verbraucht, führt auch dieser Effekt zu einer geringeren Abkühlung der Städte.
Extreme Hitze in der Innenstadt
Der Wärmeinsel-Effekt war im diesjährigen Hitzesommer 2015 in Zürich deutlich zu spüren, wie der Vergleich von drei Wetterstationsdaten in und um Zürich zeigt. Die durchschnittliche Temperatur im Hitzesommer 2015 (1. Juni-31. August) lag in Witikon auf dem Zürichberg auf 608 Meter über Meer bei 20 Grad. In Erlenbach am rechten Zürichseeufer war es im Mittel mit 20,9 Grad schon spürbar wärmer. Dies vor allem, weil Erlenbach mit 517 m ü. M. tiefer liegt. Zusätzlich sorgt die Lage am Südhang für höhere Nachmittagstemperaturen und die Nähe zum Zürichsee sorgt für mildere Nächte. Noch wärmer war es aber in der Innenstadt am Central. Mit durchschnittlich 22,3 Grad war der Sommer 2015 im Stadtzentrum somit mehr als zwei Grad wärmer als in Witikon und mehr als ein Grad wärmer als in Erlenbach. Die tiefere Lage des Stadtzentrums (417 m ü. M.) kann nicht der alleinige Grund sein. Die Temperatur nimmt mit der Höhe in einem ungestörten Umfeld lediglich um ein halbes bis höchstens ein Grad pro 100 Meter ab. Die deutlich höhere Temperatur am Central ist folglich auf den städtischen Wärmeinsel-Effekt zurückzuführen. Im Hitzesommer 2015 war diese Wärmeinsel ausgesprochen heiss: An 37 Tagen stieg die Höchsttemperatur über 30 Grad, Meteorologen sprechen dann von einem Hitzetag. Auch in Erlenbach gab es mit 36 Hitzetagen von Juni bis August extrem viele Hitzetage. Am Stadtrand im Grünen und in leicht erhöhter Lage gab es in Witikon hingegen mit 28 deutlich weniger Hitzetage, wenn auch so viele wie nie zuvor. Der Sommer 2015 war so heiss, dass es am Central und in Erlenbach sogar 9 Tage mit Höchsttemperaturen über 35 Grad gab. In Witikon gab es „nur“ einen davon. Kleiner waren die Unterschiede bei der Anzahl Sommertage mit Höchsttemperaturen über 25 Grad. Auf dem Zürichberg in Witikon gab es 54, in Erlenbach 62 und im Stadtzentrum am Central 60. Hier zeigt sich, dass die Anzahl Sommertage stärker von der Grosswetterlage und weniger von der Lage in der Stadt abhängt. Dies scheint logisch. An einem regnerischen Tag wird es auch im Stadtzentrum nicht sommerlich warm, da durch die fehlende Sonneneinstrahlung der Wärmeinsel-Effekt ausbleibt. Den grössten Effekt haben städtische Wärmeinseln aber auf die Abend- und Nachttemperatur, wenn die versiegelten Flächen und Gebäude als Wärmespeicher fungieren. Dies zeigt sich eindrücklich an der Anzahl Tropennächte, in denen die Temperatur die ganze Nacht nie unter 20 Grad fällt. Während es in Witikon auf dem Zürichberg nur zwei und in Erlenbach acht dieser heissen Nächte gab, waren es im Stadtzentrum sage und schreibe 25 Tropennächte. Sehr heisse Tage und tropische Nächte stellen eine hohe Belastung für die Stadtbevölkerung dar. Die Häufigkeit und Intensität dürfte im Zuge der globalen Erwärmung auch hierzulande zunehmen. Abhilfe schaffen vor allem begrünte Dächer und Fassaden sowie mehr Grünflächen und Bäume in der Stadt.