Satelliten und Bodensensoren helfen Kenia, Ghana und Sambia bei der Bewältigung von Überschwemmungsrisiken und Landwirten bei der Bewältigung von Dürren.
Wie die meisten Menschen reagierte Mark Noort im vergangenen Monat mit Entsetzen auf die Bilder verheerender Überschwemmungen in Libyen. Im Gegensatz zu den meisten anderen hatte Noort einen beruflichen Grund, das Drama zu verfolgen.
Als Experte für Erdbeobachtungstechnologie nahm er an einem Forschungsprojekt teil, bei dem mit EU-Mitteln ein Hochwasserwarnsystem in einem anderen afrikanischen Land eingerichtet wurde: Kenia.
Frühwarnungen
Noort hatte diese erfolgreiche Arbeit im Sinn, als er die Auswirkungen der sintflutartigen Regenfälle in Libyen beobachtete, die dazu führten, dass zwei Dämme brachen, die Küstenstadt Derna überschwemmten, ganze Viertel zerstörten und Tausende Menschen töteten. Überlebende sagten, sie hätten keine angemessene Warnung erhalten.
„Die Einführung eines Frühwarnsystems hätte die Menschen warnen können, und die Zahl der Opfer wäre weitaus geringer gewesen“, sagte Noort, ein gebürtiger Niederländer, der als unabhängiger Berater für Geoinformationsanwendungen tätig ist. „Obwohl es sich um eine Sturzflut handelte, dauert es noch einige Zeit, bis wir das Stadtgebiet erreichen.“
Das EU-Projekt – genannt TWIGA– hat mit dem Kenya Meteorological Department in Narok, einer Stadt im Südwesten des Landes in der Nähe der Hauptstadt Nairobi, ein solches Frühwarnsystem eingerichtet. Die Initiative wurde im Juli 2022 nach mehr als vier Jahren abgeschlossen.
Narok wird regelmäßig überschwemmt, auch weil es in einem Becken liegt, das als „Great Rift Valley“ bekannt ist und in dem es zu Sturzfluten kommt Februar 2022 Dies führte zu zwei Todesfällen und weitreichenden Zerstörungen.
Das Warnsystem basiert auf Satellitendaten und offiziellen Wettervorhersagen, kombiniert mit zusätzlichen – aber relativ kostengünstigen – Wetterstationen und Wasserflussmessungen von Flüssen.
Bewohner können telefonische Benachrichtigungen abonnieren. Das System wird nun in einem Folgeprojekt verbessert:TEMBO Afrika– das im Februar 2023 begann und die Überwachung kleinerer Flüsse umfassen wird.
„Wenn man fünf oder auch nur zwei Stunden Vorwarnung bekommt, ist das wertvoll“, sagte Nick van de Giesen, der TWIGA leitete, jetzt TEMBO leitet und Professor für Wasserressourcenmanagement an der Technischen Universität Delft in den Niederlanden ist. „Wir generieren Informationen, die in Maßnahmen umgesetzt werden können.“
Die Vorhersage von Überschwemmungen ermöglicht es Menschen, sich in Sicherheit zu bringen, Tiere und Fahrzeuge umzusiedeln und Latrinen zu blockieren.
Damm fließt
Aufgrund des Klimawandels und der Urbanisierung werden immer mehr Orte in Afrika anfällig für Überschwemmungen, wodurch die Zahl harter Oberflächen zunimmt, die die Wasseraufnahme durch den Boden verhindern. Oftmals spielt auch eine unzureichende Entwässerung eine Rolle.
„Die Idee besteht nun darin, einen Hochwasservorhersagedienst in ganz Kenia einzuführen und anschließend Partner in anderen afrikanischen Ländern zu finden, die dasselbe tun“, sagte Noort.
Ein weiterer Teil von TWIGA befasste sich mit dem Wasserstand hinter Dämmen. Es setzte Technologie zur Überwachung der Zuflüsse in Stauseen für Wasserkraftwerke in Ghana und Sambia ein.
Das Wasser kann manchmal so hohe Höhen erreichen, dass Staudammbetreiber gezwungen sind, es durch Schleusentore zu verschütten, um ein Reservoir zu entwässern. Dies kann flussabwärts zu Überschwemmungen führen. Außerdem wird potenzielle Wasserkraft verschwendet.
TWIGA hat gezeigt, dass eine bessere Bewirtschaftung von Stauseen durch die Messung von Niederschlägen und Flussabfluss flussaufwärts bahnbrechend ist. Wenn die Staudammbetreiber wissen, wie viel Wasser ankommt, können sie handeln, bevor eine Notentlastung erforderlich wird.
„Vielleicht könnten Sie das Wasser langsamer verschütten oder – im Idealfall – zusätzlichen Strom erzeugen, indem Sie das Wasser durch Ihre Turbinen laufen lassen“, sagte van de Giesen.
Wissenschaftler arbeiten mit lokalen Partnern in Ghana und Sambia zusammen, um benutzerfreundliche Technologien zu entwickeln. Dadurch sollen Überschwemmungen in Städten und Dörfern unterhalb von Staudämmen verhindert werden.
„Es ist besser zu verschütten, als dass die Dämme weggespült werden, wie es in Libyen passiert ist“, sagte van de Giesen, der als Ingenieur an Wasserprojekten in Westafrika gearbeitet hat.
Saatgutsicherheit
Auch in Ghana wird eine Saatgutversicherung für Landwirte erprobt, wo u. a semiarides Klima trägt zu Ernteverlusten bei.
Im Rahmen einer geplanten Regelung würden die Landwirte beim Kauf von Saatgut einen kleinen Aufpreis zahlen und als Gegenleistung eine Entschädigung für den Fall erhalten, dass es nach der Aussaat nicht ausreichend regnet.
Der Schlüssel besteht darin, Pflanzern zu sagen, wann sie säen sollen, und zu wissen, wann nicht genügend Regen für die Keimung gefallen ist.
„Wenn Sie Kleinbauern mit weniger als zwei Hektar haben, können Sie nicht alle Versicherungsvertreter schicken“, sagte van de Giesen.
Satelliten und Niederschlagsdetektoren signalisieren automatisch, wenn nicht genügend Mengen gefallen sind.
Während Satelliten in großer Höhe eine Rolle spielen, sind sie nicht in der Lage, den Niederschlag auf dem Boden für landwirtschaftliche Betriebe zu überwachen.
Stattdessen haben sich die Projektwissenschaftler der kosmischen Strahlung zugewandt, um ihnen zu helfen.
Schnelle Auszahlungen
Subatomare Teilchen aus dem Weltraum – Neutronen genannt – rasen mit Geschwindigkeiten von bis zu 20.000 Kilometern pro Sekunde auf der Erde umher. Bei reichlich Regen prallen die Partikel an den Wassermolekülen ab und verlangsamen diese.
Die Forscher bauten ein Kit, das diese Neutronenverlangsamung erkennen kann, die Niederschlag signalisiert. Das System kombiniert diese Informationen mit Satellitenbildern, um Vorhersagen darüber zu verbessern, wann ein einzelner Betrieb von Dürre betroffen ist.
In einem Dürre-Szenario erhält ein Landwirt automatisch Saatgut als Entschädigung oder eine Auszahlung, um bei Bedarf mehr zu kaufen.
„Eine große Neuerung hier ist, dass wir mit der Auszahlung wirklich schnell sein werden“, sagte van de Giesen.
Eine ghanaische Versicherungsgruppe plant, das Produkt im Jahr 2024 lokalen Versicherern und Banken zur Verfügung zu stellen.
„Hier geht es wirklich darum, Satellitenbeobachtungen mit Messungen am Boden zu verknüpfen“, sagte van de Giesen.