Hitze ist eine stille Gefahr, die unter den Städten lauert und die Infrastruktur zu verändern droht. Eine Studie veröffentlicht Diese Woche in Communications Engineering wird dargelegt, wie Hitze Großstädte verändern könnte, städtische Gebiete in den USA jedoch möglicherweise nicht darauf vorbereitet sind.
Studienforscher installierten im gesamten Chicago Loop über und unter der Erde mehr als 150 Sensoren. Sie sammelten Daten von 2019 bis Ende 2022. Diese Sensoren wurden in U-Bahn-Tunneln, unterirdischen Straßen, Gebäudekellern und Tiefgaragen angebracht. Forscher vergruben außerdem mehrere Sensoren im Grant Park in der Nähe des Michigansees.
Die Sensoren zeigten, dass die Temperaturen unter dem Loop in Chicago bis zu 10 Grad Celsius höher sein könnten als die Temperaturen unter dem Park. Die Daten der Sensoren zeigten außerdem, dass die Lufttemperaturen in unterirdischen Bauwerken bis zu 25 Grad Celsius höher ansteigen können als die ungestörten Bodentemperaturen. Die Hitze kann die Infrastruktur beanspruchen, was zu Verformungen und mit der Zeit auch zu Rissen führen kann.
„Städtische Gebiete leiden zunehmend unter unterirdischen Wärmeinseln: ein unterirdischer Klimawandel, der für Umwelt-, Gesundheits- und Verkehrsprobleme verantwortlich ist“, schreiben die Autoren der Studie. „Böden, Gesteine und Baumaterialien verformen sich unter dem Einfluss von Temperaturschwankungen und übermäßige Verformungen können die Leistung der zivilen Infrastruktur beeinträchtigen.“
Die Forscher erstellten außerdem ein 3D-Modell, um zu simulieren, wie sich die Untergrundtemperaturen von 1951, als die U-Bahn-Tunnel fertiggestellt wurden, bis heute veränderten. Damit modellierten sie, wie sich der Boden im Laufe der Zeit bei wechselnden Temperaturen verformte. Weiche Materialien unter Städten wie Kalkstein und Lehm ziehen sich zusammen, wenn sie erhitzt werden. Andere Materialien wie Sand, Kalkstein oder harter Ton dehnen sich durch die Hitze aus.
„Dieser unterirdische Klimawandel könnte zumindest zu einigen der betrieblichen Probleme beigetragen haben, die sich auf Gebäude ausgewirkt haben.“ Alessandro Rotta Loria, a Professor und Forscher an der Northwestern University, sagte Earther. „Nur die Zeit und weitere Forschung werden es uns wirklich ermöglichen, es zu verstehen [what] sind die empfindlichsten Gründungssysteme.“
Der Boden unter Chicago ist mit Lehm gefüllt, sodass sich der Boden der Stadt im Laufe der Zeit zusammengezogen hat. Die Forscher vermuteten, dass einige der grundlegenden Veränderungen bereits stattgefunden haben, sie wurden jedoch nicht auf unterirdische Wärmeinseln zurückgeführt, da die Beamten nichts davon wussten. „Ich möchte wirklich betonen, dass dies von Fall zu Fall abhängt und daher nicht verallgemeinert werden kann“, sagte Rotta Loria gegenüber Earther.
Auch Rotta Loria betonte, dass der Klimawandel durchaus eine Rolle spiele. Ein Teil der unterirdischen Wärme ist mit der oberirdischen Wärme in Chicago verbunden. Die Studie nannte dieses Phänomen „unterirdischen Klimawandel“. Wie viele städtische Zentren gibt es auch in Chicago Stadtteile, die mit dem Problem zu kämpfen haben Hitze städtischer Inseleffektder beschreibt, wie einige Teile einer Stadt mehr Wärme absorbieren. Geringeres Einkommen und ärmere Gemeinden befinden sich häufig in oder in der Nähe dieser heißeren Gebiete. In der Studie wurde vorgeschlagen, mehr Daten zum unterirdischen Klimawandel zu sammeln, da dieser weniger untersucht und verstanden wird als der Hitze-Urban-Island-Effekt.
„Die Auswirkungen des unterirdischen Klimawandels auf die zivile Infrastruktur sollten in zukünftigen Stadtplanungsstrategien berücksichtigt werden, um mögliche strukturelle Schäden und Fehlfunktionen zu vermeiden“, schreiben die Autoren der Studie.
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