Klimawandel und Landnutzungsänderungen erhöhen die Wahrscheinlichkeit von Hochwasserereignissen

Die Bundesregierung beziffert die Gesamtschäden durch die Flutkatastrophe im Juli 2021 auf 32 Milliarden Euro. In zwei Studien, von denen eine derzeit in verfügbar ist Naturgefahren und Erdsystemwissenschaftenhaben Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) untersucht, wie Niederschlag, Verdunstungsprozesse, Wasserströmung und Abfluss zu dieser Überschwemmung geführt haben. Um künftig besser auf solche Extremereignisse vorbereitet zu sein, raten sie, Landschaft und Flussläufe, deren Veränderung und den Transport von Sedimenten stärker in die Risikobewertung einzubeziehen. Zudem zeigen Hochrechnungen eine Zunahme der räumlichen Ausdehnung und Häufigkeit solcher Extremereignisse sowie höhere Niederschlagsmengen.

Die Flut im Juli 2021 war eine der fünf schlimmsten und teuersten Naturkatastrophen in Europa in den letzten 50 Jahren. Mehr als 180 Menschen kamen ums Leben, weit über 10.000 Gebäude wurden beschädigt. Kritische Infrastruktur, zB Stromnetze, Wasserversorgungsnetze, Brücken, Eisenbahnlinien und Straßen, wurde teilweise oder vollständig zerstört. Das gesamte Ausmaß der Überschwemmungen in der Eifel am 14. und 15. Juli 2021 überraschte selbst Experten. Eine Kombination mehrerer Faktoren trug zu dieser Katastrophe bei. „Wir haben untersucht, wie Niederschläge, Verdunstungsprozesse, Wasserströmungen und Abflüsse zu diesen Überschwemmungen geführt haben“, sagt Dr. Susanna Mohr, Geschäftsführerin des Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) am KIT, die das interdisziplinäre Team leitete mehreren Instituten des KIT, die die Studie erstellt haben.

Trümmer verstärkten Ausmaß und Wirkung des Ahr-Hochwassers

Die geschätzte Wassermenge, die beim Hochwasser 2021 durch die Ahr floss, war vergleichbar mit der der historischen Hochwasser von 1804 und 1910, aber die gemessenen Wasserstände waren 2021 an mehreren Stellen deutlich höher. „Wir haben solche Trümmer gesehen Das vom fließenden Wasser transportierte Material hat sich stark verändert. Neben erodierten Sedimenten und vorhandenem Totholz spielten anthropogene Materialien, die von Menschenhand hergestellt wurden, eine entscheidende Rolle“, sagt Mohr.

„Um Brücken herum stapelten sich zum Beispiel Autos und Lastwagen, Anhänger, Müllcontainer und Baumaterial, was zusätzliche Engpässe verursachte und die Auswirkungen des Hochwassers verschärfte.“ Um künftig besser auf solche Extremereignisse vorbereitet zu sein, rät Mohr, dass das Hochwasserrisikomanagement Landschaft, Infrastruktur und Gebäude sowie Flussläufe und deren Veränderungen und einen möglichen Sedimenttransport in die Gefährdungsbeurteilung einbezieht.

Niederschlagsmenge nicht beispiellos

Die Forscher verglichen auch das Niederschlagsereignis vom Juli 2021 mit historischen Niederschlagsaufzeichnungen. „Unsere Analysen zeigen, dass die beobachteten Gesamtniederschläge zu den höchsten in Deutschland in den vergangenen 70 Jahren gehörten, also extrem, aber nicht beispiellos waren“, sagt Dr. Florian Ehmele vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Abteilung Troposphärenforschung (IMK- TRO).

„Die Niederschlagsereignisse, die 1978 zu den großen Hochwassern in Berlin und Brandenburg oder 2002 an der Elbe führten, waren sowohl in ihrer Intensität als auch in ihrem Ausmaß bzw. ihrer Dauer viel stärker.“ Vergleichbare Niederschlagsereignisse in der Vergangenheit wie im Juli 2021 seien jedoch vor allem in Ost- und Süddeutschland und seltener im Westen zu beobachten, so Ehmele.

Simulationen zeigen, dass der Klimawandel künftige Hochwasserereignisse verstärkt

Die KIT-Forscher haben das Hochwasserereignis auch unter verschiedenen Klimabedingungen simuliert. „Die Intensität solcher Niederschlagsereignisse nimmt mit jedem Grad Erwärmung um etwa sieben Prozent zu. Die Simulationen zeigen, dass die Niederschlagsmenge bereits um elf Prozent höher ist als unter vorindustriellen Bedingungen“, sagt Dr. Patrick Ludwig, Leiter des Regionalen Klimas Arbeitsgruppe Modellierung am IMK-TRO. „Wir müssen also bei fortschreitender Erderwärmung mit einer weiteren Zunahme der Niederschläge rechnen.“

Aber Ludwig warnt, dass dies nicht das einzige zukünftige Problem sein wird. „Unsere Prognosen zeigen, dass solche Extremereignisse größere Gebiete abdecken, länger andauern und häufiger auftreten werden“, sagt er.

Die Öffentlichkeit braucht ein besseres Risikobewusstsein

Die schweren Überschwemmungen im Juli 2021 haben gezeigt, wie wichtig es ist, auf solche Ereignisse vorbereitet zu sein und angemessen zu reagieren, sagen die Forscher. Um die Resilienz im Katastrophenfall zu verbessern und damit Schadenshöhe und Opferzahlen zu reduzieren, fordern sie, neben den Gefahrenpotenzialen auch soziale Aspekte und die Anfälligkeit der Infrastruktur zu berücksichtigen. Ein wesentlicher Bestandteil der Resilienz ist das öffentliche Risikobewusstsein, dh das Wissen um schnelle und angemessene Reaktionsmöglichkeiten im Katastrophenfall.