Mit dem Klimawandel werden Extremwetterereignisse wie Starkregen und Hochwasser immer wahrscheinlicher. Weil sich die Atmosphäre erwärmt, kann sie mehr Feuchtigkeit aufnehmen. Tiefdruckgebiete wandern zudem langsamer, so dass Regenwolken häufiger lokal gebündelt abregnen statt weiterzuziehen und sich zu verteilen. Dadurch kommen innerhalb kurzer Zeit große Wassermassen zusammen, die Anwohner überraschen können. Das belegen nicht zuletzt die Flutkatastrophe im Ahrtal und die derzeitigen Überschwemmungen, die in großen Teilen Baden-Württembergs und Bayerns schwere Schäden verursacht und Todesopfer gefordert haben.
Neben Hochwasser an Flüssen bergen auch Sturzfluten abseits der Gewässer in solchen Situationen eine große Gefahr für die Anwohner. Diese „wilden“ Fluten auf Feldern und Straßen sind jedoch bislang sehr schwer vorherzusagen. Denn wo genau sie auftreten, hängt neben der Regenmenge auch von vielen weiteren Faktoren ab. Entscheidend ist beispielsweise auch, wie viel Wasser die lokalen Böden aufnehmen können und wohin das überschüssige Wasser abfließt.
Wohin fließt das Wasser?
Ein Team um Markus Weiler von der Universität Freiburg hat daher in den vergangenen zwei Jahren einen Risiko-Index entwickelt, der in Extremwetterlagen die jeweils erwartete lokale Gefahr von Sturzfluten angibt. Dafür werteten die Forschenden Niederschlagsdaten von vergangenen Starkregenereignissen aus und analysierten mittels Computermodellen, wohin und wie schnell das Wasser jeweils floss. Dabei berücksichtigten sie auch, wie stark die Gegend durch Häuser und Straßen bebaut ist und in welchem Zustand die Natur dort zum Zeitpunkt des Starkregens war. Denn ob ein Gebiet flach oder hügelig, stark bepflanzt oder überwiegend asphaltiert ist, beeinflusst, wie das Wasser abfließt. Hat es zudem bereits vor dem eigentlichen Unwetter viel geregnet, können die Böden schon sehr feucht oder gesättigt sein und kein weiteres Wasser aufnehmen.
Aus diesen Daten und Faktoren entwickelten Weiler und seine Kollegen hydrologische und hydraulische Modelle, die je nach Region und Wetterlage das wahrscheinliche Hochwasser- und Starkregenszenario vorhersagen. Daraus geht dann hervor, wie hoch der erwartete Wasserstand bei Überschwemmungen wird und wie schnell das Wasser fließt. Aus beidem lässt sich wiederum ableiten, wie groß die Gefahr für Fußgänger, Fahrzeuge und Häuser ist, in den Fluten weggeschwemmt zu werden. Der von den Wissenschaftlern entwickelte Sturzflutindex (SFI) umfasst insgesamt vier Risiko-Klassen: Keine bis geringe Gefahr (grün), mäßige Gefahr (gelb), erhebliche bis große Gefahr (rot) oder sehr große Gefahr (lila). In welche Klasse ein Gebiet fällt, hängt davon ab, welcher Anteil der lokalen Flächen laut Modell von gefährlichen Sturzfluten betroffen sein wird. Das kann sich von Unwetter zu Unwetter unterscheiden. Der Sturzflutindex ist somit eine Art Warnampel in Echtzeit für Starkregenereignisse.
