Wissenschaftler sind jetzt dabei, das enorme geothermische Potenzial unterirdischer Wärmeinseln zu entdecken. Aus dem erwärmten Grundwasser lässt sich nachhaltige Energie zum Heizen und Kühlen gewinnen. Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben eine neue Methode entwickelt, unterirdische Wärmeinseln aufzuspüren: Sie schätzen die Grundwassertemperatur anhand der satellitengestützt gemessenen Oberflächentemperatur und der Bebauungsdichte.

Oberirdische und unterirdische Wärmeinseln sind vor allem durch Wärmeleitung miteinander verbunden. Eine Gruppe Wissenschaftler vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW), dem Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMK-ASF) des KIT sowie der ETH Zürich haben die Wärmeinseln in Berlin, München, Köln und Karlsruhe in ihrem Verhältnis zueinander untersucht und darüber in der Fachzeitschrift „Environmental Science & Technology“ berichtet. Die flächendeckende Messung von Grundwassertemperaturen ist allerdings aufwändig. Dagegen lässt sich mit satellitengestützten Messungen die zeitliche und räumliche Ausdehnung von oberirdischen Wärmeinseln relativ leicht erschließen. Also schlossen die Forscher aufgrund der bekannten oberirdischen Wärmeinseln auf die im Untergrund. Dabei stellten sie eine räumliche Übereinstimmung von bis zu 80 Prozent fest. Um diese Schätzungen zuverlässiger zu gestalten, wurden zusätzlich Bebauungsdichte und Kellertemperatur herangezogen. So gelang es, die regionalen Grundwassertemperaturen wesentlich genauer zu schätzen. „Diese Methode ermöglicht eine erste Bewertung der unterirdischen Wärmeinseln und damit der ökologischen Bedingungen im Grundwasser und des geothermischen Potenzials, ohne dass dafür aufwendige Grundwassertemperaturmessungen und Interpolationen erforderlich sind“, erklärt Philipp Blum, Professor für Ingenieurgeologie am AGW des KIT.

Immer mehr Gebäude schießen in die Höhe, immer mehr Flächen werden versiegelt, immer mehr Verkehr beherrscht die Straßen. Diese Faktoren verursachen urbane Wärmeinseln und sind von negativen Effekten wie Luftverschmutzung und Sterblichkeit bei Hitzewellen begleitet. Zudem begünstigen erhöhte Bodentemperaturen das Wachstum von Krankheitserregern im Grundwasser. Würde jedoch das geothermische Potenzial der unterirdischen Wärmeinseln genutzt, ließe sich damit ein Teil des wachsenden Energiebedarfs der Städte decken. Dies hätte insgesamt den Effekt, die Emission von Treibhausgasen zu reduzieren und damit wiederum der Erwärmung entgegenzuwirken.

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