Mehrere Pufferzonen enthüllen die Beziehung zwischen räumlichem Muster der Landoberflächentemperatur und Landnutzungsindizes in Guangzhou, China

Warum städtische Wärmeverteilung wichtig ist

An einem heißen Sommertag fühlt sich mancher Ort in einer Stadt wie eine Bratpfanne an, während andere überraschend kühl bleiben. Diese Studie untersucht, warum das in Guangzhou, einer Großstadt im Süden Chinas, passiert. Indem die Forschenden nachverfolgen, wie der Boden über verschiedene Oberflächen hinweg—Gebäude, kahler Boden, landwirtschaftliche Flächen, Wälder und Wasser—sich erwärmt und abkühlt, zeigen sie, wie städtisches Wachstum das lokale Klima umformt. Ihre Ergebnisse können Stadtplanerinnen und -planern helfen, grünere, kühlere Viertel zu gestalten, die komfortabler und gesünder zum Leben sind.

Die Temperatur der Stadt aus dem All messen

Das Team nutzte Landsat-Satelliten, um die „Temperatur“ der Landoberfläche von Guangzhou in vier Jahren zwischen 2013 und 2022 zu erfassen. Diese Aufnahmen zeigen, wie heiß oder kühl der Boden ist, vom dicht bebauten Stadtzentrum bis zu entfernten Vororten und dem Umland. Um die Muster zu analysieren, zeichneten die Forschenden 120 konzentrische Ringe, jeweils 1 Kilometer breit, ausgehend vom Stadtzentrum. Für jeden Ring berechneten sie die mittlere Landoberflächentemperatur und mehrere einfache bildbasierte Indikatoren für die Bodenbedeckung: wie grün es ist (Vegetation), wie versiegelt es ist (Gebäude und befestigte Flächen) und wie viel Oberflächenwasser vorhanden ist (Flüsse, Seen, Teiche). So konnten sie sehen, wie die Temperatur mit der Entfernung zur Innenstadt und mit unterschiedlichen Landnutzungsarten variiert.

Heiße Kerne, kühle Ränder

Die Ergebnisse zeigen ein deutliches Muster der „städtischen Wärmeinsel“. Insgesamt ist die Landoberflächentemperatur in der Nähe des Stadtzentrums am höchsten und fällt gleichmäßig Richtung Stadtrand ab. In Guangzhou bilden die heißesten Zonen einen V-förmigen Gürtel, vor allem in den westlichen und südlichen Stadtteilen, wo dichte Bebauung, Straßen und andere harte Oberflächen dominieren. Kühlere Zonen liegen überwiegend im Nordosten, wo Wälder, Ackerland und Gewässer häufiger sind. Über die untersuchten Jahre nahmen Flächen mit mittleren Temperaturen den größten Anteil der Stadt ein, aber der Anteil der hochtemperierten Zonen wuchs von 2013 bis 2019, bevor er sich bis 2022 auf einem Plateau einpendelte oder leicht schrumpfte.

Wie verschiedene Oberflächen Wärme beeinflussen

Nicht alle Landbedeckungen erwärmen sich gleich. Als die Forschenden die Stadt in grobe Typen einteilten—kahler Boden, versiegelte Flächen wie Beton und Asphalt, Grasland, Ackerland, Wasser und Wald—zeigte sich eine klare Temperaturreihenfolge: Kahler Boden war am heißesten, gefolgt von versiegelten Flächen, dann Grasland und Ackerland, wobei Wasser und Wälder am kältesten waren. Einfache Bildindikatoren bestätigen dies. Dort, wo die Vegetation dicht ist, tendiert die Oberflächentemperatur dazu, niedriger zu sein. Dort, wo Gebäude und harte Oberflächen konzentriert sind, ist die Temperatur tendenziell höher. Gewässer zeigen ebenfalls einen starken Kühleffekt, weil Wasser langsamer erwärmt und abkühlt als Beton oder kahler Boden und Wärme nach unten und seitlich abführen kann, statt sie an der Oberfläche zu speichern.

Entfernung, Wachstum und sich verändernde Hitze

Durch die Kombination des ringbasierten Abstandsansatzes mit den Landbedeckungsindikatoren zeigt die Studie, dass sowohl die Lage von Landnutzungsarten als auch ihre Veränderung über die Zeit für die städtische Hitze wichtig sind. Vegetation wird mit zunehmender Entfernung vom Stadtzentrum häufiger, während versiegelte Flächen seltener werden. Das hilft zu erklären, warum die äußeren Zonen kühler sind. Im Untersuchungszeitraum nahm der durchschnittliche Unterschied zwischen urbanen und ländlichen Oberflächentemperaturen zu, was die fortschreitende Stadterweiterung widerspiegelt. Gleichzeitig deutet die leichte Verringerung des Anteils der sehr heißen Bereiche nach 2019 darauf hin, dass Grünflächen, Wasserflächen oder andere Planungsmaßnahmen bereits einige der schlimmsten Hitzezonen in Teilen Guanzhous mildern könnten.

Kühlere Städte für die Zukunft bauen

Für die Alltagsbevölkerung ist die Botschaft klar: Wo mehr Beton und kahler Boden vorhanden sind, fühlt es sich heißer an; wo Bäume, Parks, landwirtschaftliche Flächen und Wasserflächen sind, fühlt es sich kühler an. Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, dass Guangzhou übermäßiger Hitze entgegenwirken kann, indem grüne Dächer priorisiert, Netze von Belüftungskorridoren geschaffen werden, die Luftströme durch dichte Gebiete leiten, und neue oder wiederhergestellte Feuchtgebiete und Parks angelegt werden – besonders in einem Radius von etwa 40 Kilometern um das Stadtzentrum, wo die Hitze am stärksten ist. Zwar bemerkt die Studie, dass bessere Landnutzungskarten und genauere Temperaturmessungen künftige Analysen verfeinern würden, doch das übergreifende Fazit ist eindeutig: Durchdachte Entscheidungen über die Landnutzung können die städtische Hitze deutlich mildern und so Komfort und Resilienz angesichts anhaltender Urbanisierung verbessern.

Zitation: Liu, Z., He, K., Ke, Z. et al. Multi-buffer zones reveal the relationship between spatial pattern of land surface temperature and land use indices in Guangzhou, China. Sci Rep 16, 14247 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44159-3

Schlüsselwörter: städtische Wärmeinsel, Satellitenfernerkundung, Landnutzungswandel, Klima von Guangzhou, grüne Infrastruktur