Das Ende des Jahrhunderts könnte jährliche 100-jährige Überschwemmungen mit sich bringen

Laut einer neuen Studie werden die meisten Küstengemeinden bis zum Ende des Jahrhunderts jedes Jahr mit 100-Jahres-Überschwemmungen konfrontiert sein, selbst bei einem gemäßigten Szenario, bei dem die Kohlendioxidemissionen bis 2040 ihren Höhepunkt erreichen. Und bereits im Jahr 2050 könnte es in Regionen weltweit durchschnittlich alle neun bis fünfzehn Jahre zu 100-Jahres-Überschwemmungen kommen.

Ein 100-Jahres-Hochwasser ist ein extremer Wasserstand, der in einem bestimmten Jahr mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 % überschritten wird und auf historischen Daten basiert. Trotz des Namens können 100-Jahres-Überschwemmungen dasselbe Gebiet mehrere Jahre hintereinander heimsuchen oder innerhalb eines Jahrhunderts überhaupt nicht auftreten. Doch eine neue Studie kommt zu dem Schluss, dass diese historischen Trends keinen genauen Ausblick mehr auf künftige Überschwemmungen bieten werden.

„Der Schwellenwert, von dem wir erwarten, dass er durchschnittlich alle hundert Jahre überschritten wird, wird in einem wärmeren Klima viel häufiger überschritten, bis sie nicht mehr als 100-Jahres-Ereignisse gelten“, sagte Hamed Moftakhari, Bauingenieur und Professor an der University of Southern California University of Alabama, die das Projekt betreut hat. Die Studie wurde veröffentlicht in Die Zukunft der Erde.

An der Küste können extreme Überschwemmungen dadurch verursacht werden, dass Wasser durch Stürme, Gezeiten und Wellen ins Landesinnere gedrückt wird. Diese Studie konzentriert sich jedoch auf eine Komponente, die über einen viel längeren Zeitraum zu Überschwemmungen beiträgt – den Anstieg des Meeresspiegels. Je höher der Meeresspiegel an der Küste ansteigt, desto näher liegt die Küsteninfrastruktur am Wasser, sodass Stürme, Gezeiten und Wellen mit größerer Wahrscheinlichkeit Auswirkungen auf die Gemeinden haben.

Die Forscher verwendeten Daten von mehr als 300 Gezeitenmessern auf der ganzen Welt, um Trendanalysen durchzuführen und zukünftige extreme Meeresspiegel anhand von zwei vom International Panel on Climate Change skizzierten CO2-Emissionsszenarien abzuschätzen: wenn die Kohlendioxidemissionen bis zum Ende des Jahrhunderts weiter ansteigen und wenn die Kohlendioxidemissionen bis 2040 ihren Höhepunkt erreichen und dann zurückgehen. In beiden Szenarien stellten sie fest, dass der Anstieg des Meeresspiegels an den meisten der von ihnen untersuchten Orte zu einer Zunahme von 100-jährigen Überschwemmungsereignissen führen wird.

Ein proaktiver Ansatz bei der Landplanung, Stadtentwicklung und Küstenschutzmaßnahmen könnte den Gemeinden helfen, Überschwemmungen zu reduzieren und Katastrophen zu vermeiden, sagte Moftakhari, und das beginnt mit realistischen Prognosen der zukünftigen Küstenbedingungen.

Eine sicherere Zukunft aufbauen

Ingenieure, die Bauwerke wie Deiche, Deiche und Wellenbrecher entwerfen, um Gemeinden vor diesen extremen Überschwemmungen zu schützen, verlassen sich bei der Vorhersage zukünftiger Wasserstände auf ein Konzept namens Stationarität.

„Bei der Stationarität gehen wir davon aus, dass die Muster, die wir in der Vergangenheit beobachtet haben, auch in Zukunft unverändert bleiben werden, aber es gibt viele Faktoren im Zusammenhang mit dem Klimawandel, die diese Muster modulieren“, sagte Moftakhari. „Wir können bei Küstenüberschwemmungen nicht mehr von Stationarität ausgehen.“

Frühere Studien stützten sich auf stationäre Schätzungen extremer Meeresspiegel, um 100-jährige Überschwemmungen vorherzusagen. Diese Studie verwendete jedoch instationäre Methoden und stellte fest, dass die Verschiebung extremer Meeresspiegel für viele Gezeitenmessstandorte nicht gleichmäßig sein wird.

Da sich das Klima verändert, führen wärmere Meerestemperaturen und Schmelzwasser von Gletschern zu einem Anstieg des Meeresspiegels, was die Häufigkeit und Schwere von Küstenüberschwemmungen erhöht. Daher benötigen Ingenieure genaue Schätzungen des künftigen Überschwemmungsrisikos, die nicht davon ausgehen, dass unsere sich verändernde Zukunft historische Küstenmuster widerspiegeln wird.

„Was es so herausfordernd macht, ist, dass die meisten Werkzeuge, Designrichtlinien, Praxishandbücher und mehr auf der Annahme der Stationarität basieren“, sagte Moftakhari. „Sie müssen aktualisiert werden, damit wir mit der Geschwindigkeit des Wandels Schritt halten können.“

Laut einer anderen Studie leben mehr als 600 Millionen Menschen in tief gelegenen Küstenregionen. Es wird erwartet, dass diese Zahl steigen wird. Gut konzipierte Küstenschutzstrukturen spielen eine wichtige Rolle für die Fähigkeit der Küstengemeinden, größeren Überschwemmungen standzuhalten.

Während der mittlere Meeresspiegel steigt, wird das Ergebnis nicht überall das gleiche sein. In höheren Breiten kann es zu einem Absinken des Meeresspiegels kommen, da schwere Eisschichten schmelzen und das darunter liegende Land ansteigt. Andererseits ist in Regionen wie dem Golf von Mexiko ein Anstieg des Meeresspiegels zu verzeichnen, der über dem weltweiten Durchschnitt liegt, weil das Land allmählich absinkt. Laut Moftakhari benötigen Küstengemeinden einzigartige Lösungen, die auf lokalen Informationen basieren und ihren Bedürfnissen entsprechen.

„Wir wissen, dass der mittlere Meeresspiegel steigt, die Frage ist: Wie gehen wir damit um?“ sagte Moftakhari. „Wir haben bereits gesehen, dass viele Küstenabschnitte dauerhaft überschwemmt sind und Land verlieren, und viele Küstenstädte und Inseln sind viel häufiger von Überschwemmungen betroffen als in der Vergangenheit – es ist an der Zeit zu lernen, wie man mit Instationarität umgeht.“

Aber Moftakhari sagte, er sei entschlossen, optimistisch zu bleiben, und erinnerte uns daran, dass Katastrophen das Ergebnis menschlicher Entscheidungen seien und nicht nur Gefahren.

„Vergessen Sie nicht, dass es hier nur um den Wasserstand geht, den wir ohne Minderungsmaßnahmen erwarten würden“, sagte er. „Es wird technologische Fortschritte geben, die die Widerstandsfähigkeit von Gemeinschaften erhöhen könnten.“