28. Nov. 2018
Modellierte Überflutungszone des Hochwassers vom 03.11.15 in Agramunt.

Modellierte Überflutungszone des Hochwassers vom 3. November 2015 in Agramunt.

Blitzfluten stellen in bergigen Regionen eine große Gefahr dar. Heftige Unwetter mit lokal eng begrenzten starken Niederschlägen können innerhalb kürzester Zeit zu starken Überschwemmungen führen. Die Vorwarnzeit ist gering, daher entwickeln Wissenschaftler vom katalanischen Zentrum für angewandte hydrometeorologische Forschung in Barcelona ein Prognosesystem für die autonome Region. Der Katastrophenschutz soll so mit einigen Stunden Vorlauf Informationen über die am stärksten gefährdeten Bereiche in betroffenen Kommunen erhalten. Das System wird bis zum Jahresende vollständig sein und danach für etliche Monate in den Testbetrieb gehen.

Keine 40 Minuten vergingen in der Nacht des 3. November 2015 zwischen der ersten Alarmmeldung und dem Hochwasser, mit der der Fluss Siò den Ortskern von Agramunt im Binnenland Kataloniens überschwemmte. Heftige Regenfälle in den Gebirgszügen im Osten hatten den Wasserstand des normalerweise seichten Siòs binnen kurzem auf ein paar Meter anschwellen lassen. Als der Fluss das Zentrum der 5500-Einwohner-Kommune erreichte, brauchte er keine fünf Minuten um beispielsweise ein Altersheim einzuschließen. Für eine Evakuierung war es zu spät: Das Erdgeschoss des Heimes wurde vollständig überflutet, von den neun Menschen, die ihre Zimmer dort hatten, konnten sich nur fünf retten.

Wetterradardaten (links) und Impaktsimulation (rechts) des Unwetters vom 3. November 2015 in Agramunt, Katalonien.

Modellierte Überflutungszone des Hochwassers vom 3. November 2015 in Agramunt.

Bild: CRAHI/Josias Ritter
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Modellierte Überflutungszone des Hochwassers vom 3. November 2015 in Agramunt.

Bild: CRAHI/Josias Ritter

Der Katastrophenschutz in der rund 80 Kilometer nordwestlich von Barcelona gelegenen Landgemeinde wurde durch die Flutwelle völlig überrascht. Neben den vier Toten im Altenheim kam es zu beträchtlichen Schäden in flussnahen Zonen des Stadtzentrums, weil Erdgeschosse nicht mehr geräumt und Autos nicht mehr weggefahren werden konnten. Starke Unwetter und damit einhergehende Sturzfluten sind in den bergigen Regionen der Iberischen Halbinsel nicht ungewöhnlich. Gut ein Jahr nach der schweren Überschwemmung hatten viele Einwohner von Agramunt erneut den Siò im Haus, diesmal allerdings hatte der Katastrophenschutz durch ein eilends installiertes Warnsystem etwas Zeit für die notwendigsten Sicherungsmaßnahmen erhalten.

An einem Vorhersagesystem für ganz Katalonien mit mehreren Stunden Vorwarnzeit arbeiten Wissenschaftler am CRAHI, dem Zentrum für angewandte hydrometeorologische Forschung in Barcelona. "Regenfälle kann man typischerweise in einem Rahmen von drei bis fünf Stunden vorhersagen, wir arbeiten an Modellen, die dem Katastrophenschutz helfen, besonders verwundbare Punkte in dem betroffenen Gebiet zu identifizieren", erklärt der Doktorand Josias Ritter, der es auf der EGU-Jahrestagung in Wien vorstellte. ReAFFIRM heißt das System, das Ritter und seine Kollegen entwickeln, Real-time assessment of Flash Flood Impacts. Zum Jahresende soll es auf den CRAHI-Servern implementiert sein, um dann unter realen Bedingungen getestet zu werden.

Computer erstellt Überflutungsprognosen binnen zwei Minuten

Das System kombiniert die flächendeckenden Niederschlagsdaten, die die Wetterradarstationen der autonomen Region im Sechs-Minuten-Rhythmus liefern, mit einem hydrologischen Modell der zahlreichen Bäche und Flüsse des Landes und einem sozioökonomischen Risikomodell der katalanischen Gemeinden. Nur zwei Minuten soll es dauern, bis eine aktuelle Risikokarte errechnet ist. Ritter: "So können wir mit ein paar Stunden Vorlauf sagen: Achtung, dieser Ort mit einer hohen Bevölkerungsdichte wird mit einer hohen Wahrscheinlichkeit überflutet werden." Hinzu kommen noch Informationen über besonders schutzbedürftige Einrichtungen, zum Beispiel Altenheime oder Schulen, sowie über wichtige Infrastruktur wie zum Beispiel Evakuierungsstraßen. So kann der Katastrophenschutz seine Einsätze besser planen und entsprechend Personal und Material dirigieren.

Die Benutzeroberfläche ist ganz auf schnelle Orientierung ausgelegt, schließlich geht es um kostbare Vorbereitungszeit. Auf einer Karte Kataloniens werden die Gebietskörperschaften, in denen Überflutungen drohen, farblich hervorgehoben. Ein Klick auf die Kommune öffnet dann Detailkarten mit den konkreten Überflutungsprognosen. Ein probabilistisches Modul, das verschiedene Szenarien mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit bereithält, wurde zunächst erwogen, liegt derzeit aber auf Eis. "Der Katastrophenschutz hier in Katalonien hat betont, dass er mit solchen Vorhersagen momentan nicht viel anfangen kann", so Ritter, "sie fühlen sich durch probabilistische Vorhersagen überfordert."

Umfangreiche Testläufe stehen an

Bislang haben die CRAHI-Forscher ihr Warnsystem nur an historischen Fällen trainiert. Das Hochwasser vom November 2015 in Agramunt war der erste Fall. "Da hat es ziemlich gut gepasst", berichtet Josias Ritter. Das System hat tatsächlich die Überflutungszone zutreffend identifiziert. Beim CRAHI rechnet man nicht damit, dass das System jeden Test so souverän besteht. Daher soll jetzt eine längere Testreihe mit weiteren historischen Fällen gefahren werden, bevor das System zum Jahresende implementiert und in Echtzeit getestet werden soll. Damit sollen die verschiedenen Module kalibriert werden und vor allem die Zahl der Fehlalarme reduziert werden. "Weil wir eine Kette von Modellen haben, kann eigentlich in allen Teilen dieser Kette Fehler auftreten und einen Fehlalarm auslösen", betont Josias Ritter. Nur mit umfangreichen  Probeläufen können diese Fehler verringert werden. Fünf weitere Flutereignisse sind mittlerweile simuliert worden.

Eins hat sich bereits jetzt herausgestellt: "Der ökonomische Schaden, den wir vorhersagen, war schon im Fall von Agramunt zu hoch", so Ritter, "wir konnten die Überzeichnung seither verringern, aber nicht ganz beseitigen." Für den derzeitigen Hauptnutzer, den Katastrophenschutz, ist das unerheblich, denn für ihn zählt vor allem, die voraussichtlichen Brennpunkte der Flut zu kennen, die Höhe des Schadens ist nachrangig. Die aber spielt für einen anderen Nutzerkreis eine entscheidende Rolle, der sich erst in jüngster Zeit herauskristallisiert hat: die Versicherungsbranche. Aus diesem Grund sind Ritter und seine Kollegen dabei, die Schadensprognose zu verbessern.