Hitzewellen in Deutschland und Europa - Andreas Matzarakis und Stefan Muthers Zentrum für Medizin-Meteorologische Forschung, DWD, Freiburg ...
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Hitzewellen in Deutschland und Europa
Andreas Matzarakis und Stefan Muthers
Zentrum für Medizin-Meteorologische Forschung, DWD, Freiburg
Hitze (Jahr?) und Auswirkungen
www.spiegel.de
Das macht die Hitze mit Deutschland - 2018
Tourismus/Hochtouren
Waldbrandgefahr Trinkwasser Überforderte Leitungen
Sommerstädte
Missernten
Obstbauern/Glück
Tote durch Ertrinken ICE/Klimanalage Leiden der Bauern
Brot teurer
Fischsterben
Badeverbote Binnenschifffahrt Eisboom
teurer
Knappheit
Profiteurin
Run auf Wasser Sparflamme Viel Solarstrom
Klimawandel?
Auswirkungen von Hitze
Direkt durch Hitze bedingt
Hitzekollaps
Gehirn wird nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt.
Grund: Blutdruckabnahme
Hitzekrämpfe
durch Dehydration, hohen Elektrolytverlust durch Schwitzen
Sonnenstich
Anschwellung des Hirngewebes, Entzündung der Hirnhaut
durch langen Aufenthalt in der Sonne ohne Kopfbedeckung
Hitzschlag
dem Körper gelingt es nicht mehr zu kühlen. Folge: Anstieg der
Kerntemperatur
Hitzewellen Was tun: Hitzewarnsystem Außergewöhnliche Ereignisse
Tage (5) mit Ta,max >= 30 °C
Trend der Anzahl ABS
Hitzewellentage
Überlagerte Punkte in der
Karte weisen auf Regionen
mit signifikanter Zunahme
oder Abnahme hin.
Städte in Europa.
Tage (5) mit Ta,max >= 30 °C
Orange Balken: mittlere Anzahl an Hitzetagen pro Jahr
Rot: mittlere Anzahl der Hitzewellentage pro Jahrzehnt
Tage (5) mit Ta,max 95 perz.
Trend der Anzahl REL
Hitzewellentage
Zeitraum 1981-2010
auf Basis der E-OBS
Tagesmaximumwerte.
Tage (5) mit Ta,max 95 perz.
Orange Balken: mittlere Anzahl an Hitzetagen pro Jahr
Rot: mittlere Anzahl der Hitzewellentage pro JahrzehntMortalität BW
Oben: Verlauf der täglichen
zusätzlichen Todesfälle in
Prozent relativ zur
Basismortalität in Baden-
Württemberg für alle Sommer
im Zeitraum 1968-2015
(dünne Linien). Die Sommer
2003 (rot) und 2015 (grün)
sind farblich hervorgehoben.
Unten: über 5-Tage gemittelte
Tagesmaxima der Gefühlten
Temperatur in Baden-
Württemberg. Die gepunktete
graue Linie veranschaulicht
die Lage des 95. Perzentils.Mortalität und Thermische Belastung
2003
2006
2010
2015Hitzewellen Was tun: Hitzewarnsystem Außergewöhnliche Ereignisse
Motivation für HHWS
2015 2003
Hitzewellen sind ein
großes Gesundheitsrisiko!
2003: > 50.000 hitze-
bedingte Todesfälle
Hitzebedingte Mortalität in Baden-Württemberg
Risikofaktoren:
Alter Gesundheits- Soziale
zustand Faktoren
Klimawandel
Demographischer Wandel
Hitzewarnsysteme reduzieren die
hitzebedingte Mortalität und Morbidität.HWS – Meteorologische Komponente
→ Wann wird Hitzebelastung zur Gefahr?
Starke extreme
Wärmebelastung
Stefan Muthers – 2017Entwicklung der Mortalität im Verlauf einer Hitzewelle
Von der Wettervorhersage zur Warnung
Medien
Lufttemperatur
Alten- u. Ministerien,
Feuchtigkeit Öffentlich- Pflege- Gesund-
keit heime heitsämter
Wind
Strahlung Internet, App Newsletter Email, Fax
Numerische Wettervorhersage
Landkreiswarnungen
Biometeorologe /
Gefühlte Innenraum-Modell Biometeorologin
Temperatur
Belastungs-
Gefühlte klassen für Warn-Vorschlag
Temperatur Landkreise
der letzten 30
Klima-Michel-Modell TageBerechnung der Innenraumtemperatur
18Gefühlte Temperatur für Ältere
Extreme Wärmebelastung für Alte wenn GT
≥ 36°C (+ Anpassung)
Extreme Wärmebelastung
für Alte tritt früher auf.Städtische Wärmeinsel HHWS
Städtische Wärmeinsel
Lufttemperatur während der Nacht ist erhöht
Innenräume kühlen schlechter ab
Berechnung des Wärmeinseleffekts
Anpassung der Lufttemperatur und –feuchte
Stadtgröße (Einwohnerzahl)
Bedeckungsgrad der letzten 24 Stunden
Windgeschwindigkeit der letzten 24 Stunden
Tageszeit und Tag des Jahres
Verwendung in Innenraummodel
Raumtemperatur (RT) für die größten deutsche Städte (27.08.2016)
Wienert, U. et al. (2013) A simple method to estimate the urban heat island intensity in data sets
used for the simulation of the thermal behaviour of buildings. Met. Zeitschr. 22(2), pp. 179–185.Kriterien HHWS
Gefühlte Temperatur 12 UTC UHI
> 32 – 34 °C, variabel Hilfe für Stufe I
Warnung
Stufe I
Innenräume, 22-6 Uhr
Gef. Temp Alt
=> 36 °C
Gefühlte Temperatur 12 UTC Warnung
Kriterien > 38 °C Stufe II
Anpassung
Mai bis September
Höhenlage im Landkreis
Warnung
Andauer in Tagen
Weitere SoftkriterienWarnungen
Landkreisebene
Internet
Newsletter
AppNewsletter, Warnungen
Kommunikationswege
HHWS
Ministerien Ärzte Pflege Notdienste
Gesundheitsbehörden Apotheken
Stationär Ambulant Kurzfristig Langfristig
Risikogruppen Nachbarschafts- Verbände/NGO
(Ältere, Kranke, …) hilfe /Öffentlich
Neue Medien Traditionell Kurzfristig Langfristig Seniorenliga MedienHitzewellen Was tun: Hitzewarnsystem Außergewöhnliche Ereignisse
Hitzewelle 2018 (Juli/August) 23.7.2018 24.7.2018 25.7.2018 26.7.2018 27.7.2018 28.7.2018 29.7.2018 30.7.2018 31.7.2018 1.8.2018 2.8.2018 3.8.2018 4.8.2018 5.8.2018 6.8.2018 7.8.2018 8.8.2018 9.8.2018
Hitzewarnungen: Juli/August und 2018
Zum Vergleich: mittlere
Anzahl Warnungen pro Jahr
2005-2018Senior und UHI
2018
Anzahl der Warnungen. 2003 vs. 2018
2015 … völlig aus der Erinnerung
Zusammenfassung
Jeder ist betroffen
Hitze ist und bleibt eine Herausforderung für alle und alles
Hitzewellendefinition?
Besser Hitzewarnungen
Hitzewarnsystem – differenziert
Operativ seit 2005
Hitzeaktionspläne – Aktionen (akut/langfristig)
Vulnerable- und Risikogruppen
Anpassungsmaßnahmen
Nicht nur akut und langfristig
Anpassungsvermögen von Menschen
Wahrnehmung ist leider ….Quelle: Rosel Eckstein / pixelio.de
Danke für Ihre Aufmerksamkeit …Einfluss der atmosphärischen Umgebung
auf Menschen
Wirkungskomplexe
• Thermisch
Ta, VP, v, Tmrt
• Lufthygienisch
(Partikel, Gase, …)
• Aktinisch
(UV-A, -B, -C, Licht)
• Biotropie
• Gerüche
• Lärm
Nicht immer negativ
Bedeutung: thermisch!
Nicht nur KlimawandelWirkungswege (Atmosphäre – Mensch)
Aktinisch (UV, Licht, IR) … Haut, Augen
Thermisch (Temp., Wind,
Sonne, Feuchte) … Haut, Atmung
Lufthygienisch (fest, flüssig,
gasförmig) … Atmung
Wetterfühligkeit …Vegetativ, Sinne
Mensch Lärm, Gerüche … Sinne, VegetativStädtebaulichen Maßnahmen
zur Reduzierung von städtischer Hitzebelastung
• Gebäudegeometrie • Parkflächenanteil
• Versiegelungsgrad • Parkflächenverteilung
• Gebäudeanteil • Baumbedeckung
• Bauhöhe • Bodenfeuchte
Bebauung Grünfläch
sstrukturen en
Oberfläch
en- und
Material- Wasserflä
eigenscha chen
• Albedo (Reflexion) ften • Größe der
• Dachbegrünung Wasserflächen
• Fassadenbegrünung • Verteilung von Wasserfl.
• Wärmeleitfähigkeit • Wassertemperaturen
Zielo, 2016, Zielo und Matzarakis, 2016, Matzarakis und Zielo, 2017Entwicklung der Mortalität im Verlauf einer Hitzewelle für den
1. bis zum 10. Tag. Dargestellt ist die mittlere Mortalität in %
zusammen mit Konfidenzintervall für den Mittelwert auf Basis
aller Hitzewellen im Zeitraum 1968-2015.
Tag der Hitzewelle Mittlere Mortalität [%]
1 6.9 ± 2.6
2 8.9 ± 3
3 11 ± 3.2
4 12.2 ± 2.9
5 15.6 ± 3.3
6 17.5 ± 5.3
7 22.1 ± 6.9
8 25.1 ± 12.4
9 18.8 ± 13.5
10 12.8 ± 16.42015
Klima Michel Senior
Klima-Michel
- 35 Jahre alt, männlich
- 1.75 m, 75 kg
- Metabolische Rate 135 Wm-2
(gehend 4 km/h)
Klima-Michel Senior
- 75 Jahre, männlich
- 1.75 m, 70 kg
- Metabolische Rate 66 Wm-2
(langsam gehend 1 km/h)
Alte Menschen sind während Hitzewellen besonders gefährdet!Maßnahmen
Umweltbundesamt
DWD
Bundesministerium
Gesundheit
Cities, …Hitzewarnungen in der Vergangenheit
Wärmebelastung in Städten
Städte haben ihr spezifisches lokales Klima (Städtische Wärmeinsel)
Bedeutung für ein HWS:
Lufttemperatur während der Nacht ist erhöht
Innenräume kühlen schlechter ab
Beispiel: Simulierter
Innenraumtemperatur-
differenz zwischen einem
städtischen und einem
ländlichen am Beispiel
Berlins 2010-2016.
Photo: „The City“ by Romain Guy @flickr.comHAPs
Hitzeaktionspläne Erfolgsfaktoren eines Hitzeaktionsplans 1. Interdisziplinäre Zusammenarbeit und zentrale Koordination 2. Präzises Hitzewarnsystem mit regional definierten Schwellenwerten 3. Hitzeinformationsplan 4. Schutzmaßnahmen zur Reduzierung oder Vermeidung von Hitzeeinwirkung 5. Schutzmaßnahmen für besonders vulnerable Personengruppen 6. Schulung und Sensibilisierung des Gesundheits- und Sozialwesens 7. Stadtplanung und Bauwesen 8. Monitoring und Evaluierung
Zusammenfassung HHWS
HWS auf Basis eines Energiebilanzmodels
• Operativ seit 2005
Kombiniert mit einem Gebäudesimulationsmodel um
die Wärmebelastung in Innenräumen abzuschätzen
Warnungen (starke/ extreme Wärmebelastung
Schwellenwerte/Mortalität)
Landkreisebene
Höhenstufen (alle 200 m)
Andauer
Alte Menschen:
• Extreme Wärmebelastung tritt früher auf
Städte
Effekt der städtischen Wärmeinsel wird im HWS
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