Zum Hauptinhalt springen

Heiss und feuchtDie Erde wird unerträglich

An immer mehr Orten auf der Welt erreichen Hitze und Feuchtigkeit Werte, die der menschliche Organismus nicht mehr aushalten kann, wie eine Studie zeigt.

Hitze und Feuchtigkeit macht besonders älteren Menschen schnell zu schaffen: Drei Frauen auf einer Bank in Italien.
Hitze und Feuchtigkeit macht besonders älteren Menschen schnell zu schaffen: Drei Frauen auf einer Bank in Italien.
KEYSTONE

Feuchte Hitze ist schwerer zu ertragen als trockene Hitze. Das haben viele schon am eigenen Leib erfahren, sei es an einem schwülen Sommertag in der Schweiz oder auf einer Reise in tropische Regionen. Körperliche Arbeit wird dann zur Tortur, kann im Extremfall sogar lebensgefährlich sein.

Die potenziell fatale Kombination aus hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Temperatur wird an immer mehr Orten auf der Erde zur Realität. Das zeigt eine Studie im Fachmagazin «Science Advances». Demnach haben sich die Tage mit extremer Hitze und Luftfeuchtigkeit seit 1979 bereits mehr als verdoppelt. Und erstmals überhaupt konnten kombinierte Werte von Feuchtigkeit und Hitze nachgewiesen werden, die für den menschlichen Organismus nicht mehr erträglich sind.

Um die Körpertemperatur bei rund 37 Grad zu halten, muss die Temperatur der Haut bei rund 35 Grad liegen. Sonst kann der Körper die im Innern erzeugte Hitze nicht mehr abführen. Ist die Lufttemperatur wärmer als 35 Grad, hilft nur die durch Schwitzen erzeugte Verdunstungskälte. Daher kann der Mensch durchaus Temperaturen tolerieren, die weit über 35 Grad liegen. Ist die Luft jedoch mit Wasser gesättigt, versagt der Kühlmechanismus durch Schwitzen.

Fatale Kombination aus Hitze und Feuchtigkeit

Die Kombination aus Hitze und Luftfeuchtigkeit wird in der Wissenschaft mit der sogenannten Kühlgrenztemperatur oder Feuchttemperatur erfasst. Gewöhnlich liegt diese etwas unter der tatsächlichen Lufttemperatur. Denn durch Verdunstung lässt sich die Temperatur eines Körpers unter die Umgebungstemperatur senken. So liegt die Feuchttemperatur bei einer Lufttemperatur von 40 Grad Celsius und nur 30 Prozent Luftfeuchtigkeit bei 25 Grad Celsius.

Vereinfacht kann man sagen, dass sich der Organismus bei 40 Grad trockener Luft durch Schwitzen im Prinzip auf 25 Grad abkühlen könnte. Doch bei 46 Grad Lufttemperatur und einer relativen Luftfeuchte von 50 Prozent liegt die Feuchttemperatur bei 35 Grad. Der Körper droht zu überhitzen, weil er keine Wärme mehr abführen kann. Selbst für gesunde Menschen im Schatten wird es dann nach wenigen Stunden lebensgefährlich.

Tatsächlich wird es bereits weit unter einer Feuchttemperatur von 35 Grad kritisch. Bei den tödlichen Hitzewellen von 2003 in Europa und 2010 in Russland lag die Feuchttemperatur bei rund 28 Grad. 2003 starben in ganz Westeuropa zwischen Juni und August schätzungsweise 70000 Menschen mehr als in einem normalen Sommer, in der Schweiz waren es rund 1000 Menschen.

In der aktuellen Studie berichten die Forscher um Colin Raymond vom Jet Propulsion Laboratory des California Institute of Technology in den USA, sie hätten Tausende Orte entdeckt, an denen bereits extreme Hitze und Feuchtigkeit aufgetreten sind.

Erster Nachweis von Feuchttemperatur über 35 Grad

Zuvor habe es weltweit keinen Nachweis einer Feuchttemperatur über 35 Grad und wenige Berichte von Werten über 33 Grad gegeben, schreiben die Forscher in ihrer Studie. 2017 hatten Forscher um Eun-Soon Im von der Hong Kong University of Science and Technology ebenfalls im Fachmagazin «Science Advances» prognostiziert, solche Bedingungen könnten in Teilen Südasiens im späten 21. Jahrhundert erreicht und an wenigen Orten sogar überschritten werden. Die aktuelle Studie zeigt, dass das schon heute der Fall ist. «Die Dauer der Ereignisse wird zunehmen, und die betroffenen Regionen werden wachsen, und zwar parallel mit der globalen Erwärmung», sagt Raymond.

Die Karte zeigt Messwerte von feuchter und heisser Luft, die sogenannte Kühlgrenztemperatur oder Feuchttemperatur. Besonders extrem sind die Werte zum Beispiel am Persischen Golf, in Indien und in Bangladesh.
Die Karte zeigt Messwerte von feuchter und heisser Luft, die sogenannte Kühlgrenztemperatur oder Feuchttemperatur. Besonders extrem sind die Werte zum Beispiel am Persischen Golf, in Indien und in Bangladesh.
Grafik: SoZ can; Quelle: Jeremy Hinsdale, Raymond et al., Science Advances

Für ihre Studie haben die Forscher Daten von 7877 Wetterstationen über die Jahre 1979 bis 2017 analysiert. In dieser Periode hat sich die Anzahl heisser und feuchter Tage mit einer Feuchttemperatur von mehr als 27, 29, 31 und 33 Grad mehr als verdoppelt. Besonders häufig wurden Extremwerte am Persischen Golf, in grossen Teilen Indiens, in Bangladesh und Pakistan und im Nordwesten Australiens erreicht.

Werte von 31 Grad, die zuvor nur äusserst selten gemessen worden waren, fanden sich in dieser Periode rund 1000-mal. 80-mal wurde eine Feuchttemperatur von 33 Grad gemessen. Das galt zuvor als nahezu inexistent. Ein Wert von mehr als 35 Grad – das theoretische Limit für das Überleben des Menschen – wurde insgesamt 14-mal kurzzeitig in einigen Städten am Persischen Golf nachgewiesen. In den betroffenen Regionen leben zusammengerechnet mehr als drei Millionen Menschen.

Die meisten Extremwerte fanden sich entlang von Küsten

Die meisten Extremwerte fanden sich entlang von Küsten, begrenzten Meeresregionen oder Meerengen, wo verdunstendes Wasser die heisse Luft über Land mit Feuchtigkeit versorgt. Weiter im Landesinneren können feuchte und heisse Luftmassen durch Monsunwinde oder grossflächige Bewässerungsanlagen entstehen.

«Im Grunde ist die Tatsache nicht neu, dass heisse und feuchte Tage zugenommen haben», sagt Martina Ragettli, die sich als Epidemiologin am Schweizerischen Tropen- und Public-Health-Institut (Swiss TPH) mit den Auswirkungen von Hitze auf die Gesundheit beschäftigt. Klimamodelle sagen das seit Jahren voraus. «Das Paper zeigt dies aber mit einem neuen Zugang klar und deutlich auf. Auch scheinen heisse und feuchte Tage schneller zuzunehmen als bislang gedacht.»

In Analysen hat das Swiss TPH laut Ragettli in der Schweiz bisher keinen Unterschied zwischen der maximalen Tagestemperatur und einem Gesundheitsindex gesehen, der neben der Temperatur auch die Feuchtigkeit berücksichtigt. «Ich gehe davon aus, dass der Effekt der Feuchtigkeit je nach Region unterschiedlich sein kann», sagt Ragettli. «Die Feuchtigkeit spielt aber sicher eine Rolle, wenn es um das Wohlbefinden geht. Es gibt viele Studien, die einen Zusammenhang zwischen diversen Gesundheitsindizes und der Arbeitsproduktivität aufzeigen.»

Laut Christoph Schär vom Institut für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich «ist das die erste einigermassen vollständige Analyse von Wetterstationen in Bezug auf die Feuchttemperatur». Der Ansatz bei der statistischen Datenanalyse sei angemessen, das Paper insgesamt gut gemacht. Einzig die je nach Weltregion ungleich dichten Messdaten und die nur sechsstündliche Datennahme gäben Anlass zu Kritik. «Mit stündlichen Daten würde man mit einer grösseren Häufigkeit von Extremwerten bei der Feuchttemperatur rechnen, als es die Studie sichtbar macht», sagt Schär.

Temperatur- und Feuchtestress auch in Europa

Auch bei europäischen Temperaturen spielt hohe Luftfeuchtigkeit laut Schär eine Rolle. «Deshalb verwendet die Hitzewarnung von Meteo Schweiz ein Verfahren mit einem Hitzeindex, der auch die Feuchte berücksichtigt», sagt Schär. «Auch gibt es mehrere Studien, die den kombinierten Effekt von Temperatur- und Feuchtestress als Folge des Klimawandels für Europa zeigen. Davon sind insbesondere die Mittelmeerküste und die grossen Flusstäler Südeuropas betroffen, darunter die Po-Ebene.» Feuchttemperaturen von 35 Grad würden bei uns allerdings nicht erreicht. «Massnahmen zur Anpassung an den Klimawandel sind trotzdem notwendig.»

In den reichen Nationen können Klimaanlagen die Problematik sicher entschärfen. Aber auch das habe Grenzen, heisst es in einer Medienmitteilung der Columbia University in New York. Das zeige das Beispiel der iranischen Stadt Mahshahr. Am 31. Juli 2015 wurde dort eine Feuchttemperatur von fast 35 Grad erreicht. Todesfälle sind keine bekannt. Die Menschen hätten sich in klimatisierten Fahrzeugen oder Gebäuden aufgehalten oder hätten nach kurzen Aufenhalten im Freien geduscht, um sich abzukühlen. Aber wenn sich Menschen für längere Zeit in Innenräume zurückziehen müssen, dann bremst das, wie Co-Autor Radley Horton von der Columbia University sagt, die Landwirtschaft, den Konsum und andere Aktivitäten aus. Auch in reichen Nationen könnte das die Wirtschaft zum Kollaps bringen – ganz ähnlich, wie man es jetzt angesichts der Corona-Pandemie erlebe. Dazu Horton: «Möglicherweise sind wir diesbezüglich schon näher an einem Kipppunkt, als wir denken.»