Characterising Surface Urban Heat Island in Ibadan, Nigeria: Hot- Spot Clustering and Relationships With Vegetation and Land Cover

In Städten auf der ganzen Welt fühlt sich der Boden oft heißer an als das umliegende Umland. Dies geschieht, weil natürliche Landschaften mit ihrem Boden und ihren Pflanzen anders mit Sonnenlicht interagieren als der Beton, der Asphalt und die Dächer, die eine Stadt bedecken. Pflanzen kühlen die Luft, indem sie Feuchtigkeit abgeben, während Gebäude und Straßen die Energie der Sonne absorbieren und speichern, um sie dann als Wärme wieder an die Umgebung abzustrahlen. Wenn eine Stadt schnell wächst und Grünflächen durch harte Oberflächen ersetzt, verschiebt sich das lokale Klima und erzeugt eine Wärmequelle, die als oberflächliche urbane Hitzeinsel bekannt ist. Dabei geht es nicht nur um die Lufttemperatur, die Menschen an einer Straßenecke spüren, sondern um die tatsächliche Temperatur des Bodens selbst, die aus dem Weltraum gemessen werden kann. Zu verstehen, wo diese Hotspots entstehen und wie sie mit dem Verlust von Vegetation zusammenhängen, ist entscheidend für Stadtplaner, die versuchen, Gemeinschaften kühl und komfortabel zu halten, während die städtischen Gebiete expandieren.

Ein Team von Forschern unternahm den Versuch, dieses Phänomen in Ibadan, einer der größten Städte in Westafrika, kartografisch darzustellen. Sie wollten genau sehen, wie die Hitze der Stadt verteilt ist, wie sie mit dem verbleibenden Grün zusammenhängt und wo sich die intensivsten Wärmepole befinden. Unter Verwendung von Satellitenbildern, die während der Trockenzeit des Jahres 2025 aufgenommen wurden, erstellten sie eine detaillierte thermische Karte der Stadt und ihres ländlichen Umlands. Die Studie konzentrierte sich auf die Oberflächentemperatur des Bodens, ein Maß, das zeigt, wie sich verschiedene Materialien unter der Sonne aufheizen. Durch den Vergleich des Stadtzentrums mit dem ländlichen Ring darum herum fanden die Forscher einen klaren und signifikanten Unterschied. Die Durchschnittstemperatur im gesamten Untersuchungsgebiet betrug 35,03 Grad Celsius, aber das Stadtzentrum war viel heißer und erreichte im Durchschnitt 39,77 Grad Celsius, während die ländlichen Gebiete 34,73 Grad Celsius durchschnittlich aufwiesen. Dies erzeugte einen Hitzeinseleffekt, bei dem der urbane Kern um 5,04 Grad Celsius wärmer war als das Umland.

Die Forscher entdeckten, dass die Hitze nicht gleichmäßig über die Stadt verteilt war. Stattdessen bildete sie eine konzentrierte Kuppel über dem bebauten Zentrum, wobei die Temperaturen in den dichtesten Gebieten nahe oder über 42 Grad Celsius lagen. Wenn man sich vom Stadtzentrum weg in Richtung der bewachsenen Ränder bewegte, sank die Bodentemperatur stetig. Die Studie untersuchte auch, wie die Menge des Pflanzenlebens, gemessen an einem Standardindex der Grünheit, mit der Hitze zusammenhing. Die Verbindung war unglaublich stark: Mit zunehmender Vegetation sank die Oberflächentemperatur draststisch. Tatsächlich erklärte das Vorhandensein von Pflanzen etwa 86 Prozent der Variation der Temperatur in der Landschaft. Für jede kleine Zunahme der Grünfläche sank die Bodentemperatur um fast zwei Grad Celsius. Diese Beziehung war so konsistent, dass die Forscher die Temperatur eines Landstücks allein durch das Wissen über dessen Vegetationsanteil vorhersagen konnten.

Um genau zu verstehen, wo die Hitze am gefährlichsten war, nutzte das Team eine statistische Methode, um Cluster ungewöhnlich hoher Temperaturen zu identifizieren. Sie fanden heraus, dass signifikante Hotspots etwa ein Viertel des Untersuchungsgebiets bedeckten, wobei die intensivste Hitze in einer Kernzone von etwa 345 Quadratkilometern konzentriert war. Dieses Gebiet, das dem dichten, bebauten Zentrum der Stadt entspricht, war ein zusammenhängender Block extremer Wärme und kein Ansammlung verstreuter heißer Flecken. Im Gegensatz dazu wurden die kühleren Bereiche in der bewachsenen Umgebung gefunden, wo signifikante Kaltcluster die grüne Peripherie besetzten. Die Studie analysierte die Temperaturen zudem nach Landtyp. Bebautes Gebiet, wie etwa Nachbarschaften mit Häusern und Straßen, war am wärmsten und lag im Durchschnitt bei 39,35 Grad Celsius. Brachland war mit 38,12 Grad Celsius etwas kühler, während Vegetation im Durchschnitt 33,60 Grad Celsius und Gewässer mit 31,76 Grad Celsius die kühlsten Werte aufwiesen. Der Unterschied zwischen den wärmsten bebauten Gebieten und der kühleren Vegetation betrug fast 6 Grad Celsius – eine massive Lücke, die die thermischen Auswirkungen der Ersetzung von Natur durch Beton verdeutlicht.

Diese Ergebnisse zeichnen ein klares Bild davon, wie das Stadtwachstum von Ibadan das lokale Klima umgestaltet. Die Studie bestätigt, dass die Hitze der Stadt durch den Ersatz von Vegetation durch versiegelte Flächen angetrieben wird, was eine deutliche thermische Signatur erzeugt, die im Zentrum am heißesten und an den Rändern kühler ist. Die Forscher betonen, dass es sich bei dieser Hitze nicht nur um eine allgemeine Erwärmung der gesamten Stadt handelt, sondern um eine spezifische, intensive Konzentration über dem bebauten Kern. Die Daten legen nahe, dass das Pflanzen von Bäumen und die Wiederherstellung der Grünflächen im Stadtzentrum sofortige und signifikante Kühlung bewirken könnten, was die Oberflächentemperaturen um fast zwei Grad für jede kleine Zunahme der Grünfläche senken könnte. Die Studie weist auch darauf hin, dass unbebautes, freiliegendes Land fast so heiß ist wie die bebauten Gebiete, was bedeutet, dass es für das lokale Klima ebenso schädlich ist, Boden vor der Bebauung unbedeckt zu lassen, wie es das Bauen auf ihm ist.

Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass das Management dieser Hitzeinseln gezieltes Handeln erfordert. Sie empfehlen, die Bemühungen um die grüne Infrastruktur auf die spezifischen Distrikte zu konzentrieren, die als die heißesten identifiziert wurden, anstatt die Ressourcen gleichmäßig über die ganze Stadt zu verteilen. Auch der Schutz bestehender Gewässer und der Vegetation im periurbanen Raum ist entscheidend, da diese Gebiete als natürliche Kühlreservoire fungieren. Darüber hinaus sollten neue Erschließungen Materialien in Betracht ziehen, die das Sonnenlicht reflektieren oder weniger Wärme speichern, um die gesamte thermische Last zu reduzieren. Durch die Nutzung dieser Karten von Hitze und Vegetation können Stadtplaner informierte Entscheidungen treffen, um die Bewohner vor extremer Hitze zu schützen und sicherzustellen, dass das Wachstum von Ibadan nicht auf Kosten eines lebenswerten Klimas geht. Die Studie dient als Blaupause dafür, wie Satellitendaten genutzt werden können, um abstrakte Temperaturmesswerte in konkrete Pläne für eine kühlere, nachhaltigere städtische Zukunft zu verwandeln.