Ab welcher Temperatur das Wetter zum Problem wird
Wenn, wie derzeit in Kanada und im Nordwesten Amerikas, extreme Hitze
häufiger wird und die Temperatur über eine längere Dauer auf hohem Niveau
bleibt, steigt der physiologische Stress bei Menschen, Tieren und
Pflanzen. Prof. Senthold Asseng, Direktor des Hans Eisenmann-Forums für
Agrarwissenschaften an der Technischen Universität München (TUM), gibt
einen Überblick über die Schwellenwerte und Anpassungsstrategien.
„Wir haben bevorzugte und schädliche Temperaturen bei Menschen, Rindern,
Schweinen, Geflügel und landwirtschaftlichen Nutzpflanzen untersucht und
herausgefunden, dass diese erstaunlich ähnlich sind“, sagt Senthold
Asseng, Professor für Digital Agriculture an der TUM. Wohlfühltemperaturen
liegen demnach zwischen 17 und 24 Grad Celsius.
Wann wird es für den Menschen zu heiß?
Bei hoher Luftfeuchtigkeit beginnt eine leichte Hitzebelastung für den
Menschen bei etwa 23 Grad Celsius und bei niedriger Luftfeuchtigkeit bei
27 Grad Celsius. „Wenn Menschen längere Zeit Temperaturen über 32 Grad
Celsius bei extrem hoher Luftfeuchtigkeit oder über 45 Grad Celsius bei
extrem niedriger Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind, kann das tödlich sein“,
sagt Prof. Asseng. „Extremhitzeereignisse mit Temperaturen weit über 40
Grad Celsius, wie sie gerade an der amerikanischen Westküste zu beobachten
sind, erfordern daher technische Unterstützung etwa in Form von
klimatisierten Räumen.“
Zur Abschwächung der zunehmenden Hitzebelastung nennt Prof. Asseng weitere
Strategien, etwa eine verstärkte natürliche Beschattung durch Bäume oder
eine bauliche Beschattung. Auch Städte und Gebäude so umzugestalten, dass
sie temperaturpassiver sind, beispielsweise durch hellere, reflektierende
Dach- und Wandfarben oder eine verbesserte Wand- und Dachisolierung, kann
die Hitzebelastung reduzieren.
Wie wirken sich hohe Temperaturen auf Nutztiere aus?
Bei Rindern und Schweinen treten Hitzebelastungen bei 24 Grad Celsius bei
hoher Luftfeuchtigkeit und bei 29 Grad Celsius bei niedriger
Luftfeuchtigkeit auf. Die Milchleistung bei Kühen kann um 10 bis 20
Prozent sinken, wenn sie einer Hitzebelastung ausgesetzt sind und auch die
Mastleistung von Schweinen reduziert sich. Der angenehme Temperaturbereich
für Geflügel liegt bei 15 bis 20 Grad Celsius. Eine leichte Hitzebelastung
erfahren Hühner bei 30 Grad Celsius, ab 37 Grad empfinden sie eine starke
Hitzebelastung, und die Legerate geht zurück.
Hitzestress führt insgesamt zu einem verringerten Wachstum von Rindern und
Milchkühen, Schweinen, Hühnern und anderen Nutztieren, das bedeutet
niedrigere Erträge und Reproduktionsleistungen. „Es gibt Beispiele für
evolutionäre Anpassungen an warmes Wetter bei Landsäugetieren. Die
Siebenbürger Nackthühner sind wegen einer komplexen genetischen Mutation,
die das Federwachstum unterdrückt, hitzetoleranter als andere Hühner. Sie
sind von Natur aus klimatisiert, weil ihnen die Federn am Hals fehlen“,
sagt Prof. Asseng.
Wie erlebt die Pflanzenwelt große Hitze?
„Bei Nutzpflanzen scheinen die optimale Temperaturzone und die
Temperaturschwellenwerte aufgrund von Unterschieden zwischen Arten und
Sorten, vielfältiger zu sein“, erklärt Prof. Asseng.
Kaltzeitige Pflanzen wie Weizen gedeihen beispielsweise besser bei
kühleren Temperaturen. Warmzeitige Pflanzen wie Mais sind zwar
frostempfindlich, vertragen aber wärmere Temperaturen.
Anpassungsstrategien für Hitzestress beim Pflanzenbau sind Änderungen des
Pflanzdatums, um Hitzestress später in der Saison zu vermeiden, falls
machbar, Bewässerung, die Umstellung auf hitzetolerantere Pflanzen oder
die Züchtung auf Hitzetoleranz.
Wie beeinflusst der Klimawandel das Leben auf der Erde?
„Bis zum Ende des Jahrhunderts könnten 45 bis 70 Prozent der globalen
Landfläche von Klimabedingungen betroffen sein, bei denen der Mensch ohne
technische Hilfen, wie etwa Klimaanlagen, nicht mehr überleben kann.
Derzeit sind es 12 Prozent“, sagt Prof. Asseng. Das bedeutet, dass in
Zukunft 44 bis 75 Prozent der menschlichen Bevölkerung chronisch durch
Hitze gestresst sein werden. Eine ähnliche Zunahme der Hitzebelastung ist
für Vieh, Geflügel, Nutzpflanzen und andere lebende Organismen zu
erwarten.
„Eine genetische Anpassung an das geänderte Klima benötigt oft viele
Generationen und die verfügbare Zeit ist für viele höhere Lebensformen zu
kurz. Wenn die derzeitigen Klimaentwicklungen so weitergehen, könnten
viele Lebewesen vom Temperaturwandel schwer betroffen sein oder sogar ganz
von der Erde verschwinden“, resümiert Prof. Asseng.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Senthold Asseng
Technische Universität München
Lehrstuhl für Digital Agriculture
Tel.: +49 8161 71-6153
https://www.professoren.tum.de
https://www.da.wzw.tum.de/
Originalpublikation:
Asseng, S., Spänkuch, D., Hernandez-Ochoa, I. M. & J. Laporta (2021): The
upper temperature thresholds of life. In: The Lancet Planetary Health.
Volume 5, Issue 6, June 2021, Pages e378-e385. DOI:
https://doi.org/10.1016/S2542-
