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Beben, Stürme, Fluten: Riskante Regionen

Naturkatastrophen richten in Deutschland immer größere Schäden an. Hochwasser, Windbruch, sogar Erdbeben zerstören Milliarden-Werte. Forscher verschiedener Disziplinen haben sich zusammengetan, um das Risiko für einzelne Regionen möglichst genau abzuschätzen. bild der wissenschaft zeigt die ersten Resultate.

Im letzten Jahr haben Naturkatastrophen der Politik die Schlagzeilen gestohlen – trotz Wahlspektakel und Regierungswechsel. Erst raste am zweiten Weihnachtstag 2004 ein Tsunami durch den Indischen Ozean und ertränkte mehr als 200 000 Menschen. Dann tobte Hurrikan Katrina durch den Golf von Mexiko und versetzte der Halbmillionenstadt New Orleans einen vernichtenden Schlag. Und schließlich tötete ein Erdbeben in Pakistan 73 000 Männer, Frauen und Kinder. Die Erde scheint außer Rand und Band. Doch die Schuld an dem millionenfachen Leid allein einer grausamen Natur zuzuschieben, wäre falsch. Wissenschaftler und Techniker können zwar Erdbeben oder Stürme nicht verhindern, oft nicht einmal vorhersagen. Aber sie können die Folgen für die Menschen erheblich mildern. Katastrophenforschung ist gefragt.

Wissenschaftler aus Deutschland arbeiten dabei an vorderster Front. Sie richten nicht nur ein hochmodernes Tsunami-Warnsystem für das ferne Indonesien ein, sondern klopfen auch die heimische Scholle Quadratmeter für Quadratmeter auf Naturgefahren ab – genauer als die meisten anderen Länder.

Doch weshalb ausgerechnet Deutschland? Hier toben keine Wirbelstürme, es explodieren keine Vulkane, und die Erde schüttelt sich allenfalls dezent. Wozu also der Aufwand?

Ein Blick auf die Schadensbilanz der letzten Jahre gibt eine ernüchternde Antwort: Ein einziges Unwetter verhagelte am 12. Juli 1984 in Bayern Autoblech und Feldfrüchte für rund eine Milliarde Euro. Das Elbe-Hochwasser im August 2002 riss ein Loch von fast zehn Milliarden Euro in die Staatskasse und gab sogar Anlass für eine Steuererhöhung. Orkan Lothar zertrümmerte an Weihnachten 1999 Werte für 1,8 Milliarden Euro, und das Rhein-Hochwasser im Dezember 1993 verschlang eine halbe Milliarde Euro. „Deutschland ist nicht das Land der Seligen“, warnt seit Jahren die Münchener Rück, eine der größten Rückversicherungen der Welt.

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Zwischen Alpen und Nordsee tötet die Natur zwar nur selten. Aber die dichte Besiedlung und die Anhäufung wertvoller Bauten, Maschinen und Einrichtungen lässt die materiellen Verluste selbst bei relativ harmlosen Ereignissen unweigerlich in die Höhe schnellen. Experten unterscheiden deshalb zwischen der Gefährdung und dem Risiko. Die Gefährdung gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Natur zuschlägt. Doch eine große Gefahr bedeutet nicht unbedingt ein großes Risiko. In der Einöde, wo selbst das stärkste Erdbeben folgenlos bleibt, gibt es keine Katastrophe und damit auch kein Risiko. Beim Risiko spielt auch eine Rolle, wie viele Menschen in einer Region leben, welche Sachwerte sie angesammelt haben und wie verletzlich diese sind. Die Metropolen Paris oder London mit ihren hohen Schadenspotentialen tragen ein größeres Risiko, von der Natur geschröpft zu werden, als das erdbebengeschüttelte Mexico City, wie die Münchener Rück bei einem Vergleich von 50 Megastädten ermittelt hat. Auch Exportweltmeister Deutschland hat viel zu verlieren: Sowohl das Ruhr- als auch das Rhein-Main-Gebiet bergen ein größeres Risiko als Istanbul, wo zwar ein starkes Erdbeben unmittelbar bevorsteht, aber das ökonomische Gewicht fehlt.

Wer sinnvoll vorsorgen will, muss alle Risiken kennen. Doch daran hat es in der Vergangenheit gehapert. Bisher haben Experten lediglich abgeschätzt, wann mit einem Erdbeben zu rechnen ist, wie hoch das 100-jährliche Hochwasser steigen oder wie heftig der nächste Sturm wüten wird.

„Wir kennen zwar die Gefährdung“, sagt Jochen Zschau, als Direktor am Geoforschungszentrum Potsdam für Naturkatastrophen zuständig, „aber wir können nicht quantifizieren, was wirklich passieren kann.“ Erst in den letzten Jahren hat das Umdenken begonnen. Immer akribischer spielen Experten inzwischen mögliche Katastrophen durch, um Schwachstellen an Bauwerken und Infrastruktur aufzuspüren.

Ein erstes Ergebnis ist der Rhein-Atlas, den die Internationale Kommission zum Schutz des Rheins (IKSR) 2001 herausgegeben hat. Er zeigt, welche Grundstücke bei einem extremen Hochwasser überflutet werden könnten und welche Schäden dabei drohen. Das reichhaltige Kartenwerk samt Begleittext macht deutlich, dass insgesamt 10,7 Millionen Menschen längs des Stroms auf möglichen Überschwemmungsflächen leben, die meisten im niederländischen Delta. Die bedrohten Werte summieren sich auf 750 Milliarden Euro, wovon allerdings selbst im schlimmsten Fall nur ein Teil verloren ginge. Die Zahlen schrecken dennoch auf: Allein am Niederrhein, zwischen Bonn und Lobith (nahe der holländischen Grenze), könnten die Fluten Schäden von 20 Milliarden Euro anrichten. Allerdings beruht der Atlas auf groben Vereinfachungen. Die komplizierte Dynamik des Wassers spielt darin kaum eine Rolle, sondern nur ein vorgegebener extremer Wasserstand. Die Wirklichkeit könnte also im Einzelfall anders aussehen.

Mit weit größerem Aufwand hat das Verbundprojekt „Deutsches Forschungsnetz Naturgefahren“ zwischen 2000 und 2003 Gefahren-Brennpunkte beleuchtet, wenn auch nur für kleine Teile Deutschlands. Wissenschaftler haben dabei die Grenzen ihrer Disziplinen gesprengt – ein Novum in der Disasterforschung. Nur so konnten sie für Köln, einen Schwerpunkt des Projekts, die verschiedenen Risiken gegenüberstellen und vergleichbar machen. Überschwemmungen, so das Ergebnis, sind für die Millionenstadt riskanter als Stürme: Während eine Jahrhundertflut mit Schäden von rund 80 Millionen Euro zu Buche schlägt, bringt es ein Jahrhundertsturm nur auf gut 50 Millionen Euro. Bei Katastrophen, die nur alle 200 Jahre oder noch seltener drohen, dominiert allerdings eine Gefahr, die kaum jemand auf der Rechnung hat: Erdbeben. Alle 1000 Jahre könnten Erschütterungen in Köln Schäden von rund zwei Milliarden Euro anrichten, alle 10 000 Jahre sogar von 10 Milliarden Euro. Keine Flut, wie schlimm sie auch wüten mag, kann da auch nur annähernd mithalten.

Schon in wenigen Jahren soll es für das gesamte Bundesgebiet Risikokarten geben, die für jede Gemeinde, theoretisch sogar für jedes Gebäude die möglichen Gefahren auf den Euro genau darstellen. Naturkatastrophen, so das Ziel, sollen dann nicht mehr erlitten, sondern „gemanagt“ werden. Einer dieser Disaster-Manager neuen Typs ist Lothar Stempniewski von der Uni Karlsruhe, ein zupackender Mann. Als Sprecher von CEDIM (Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology) steht der Bauingenieur für den pragmatischen Umgang mit Naturgefahren.

CEDIM wurde im Dezember 2002 von der Universität Karlsruhe und dem Geoforschungszentrum Potsdam gegründet, um besser mit Naturgefahren umgehen zu können. „Wir wollen das Unvorstellbare vorstellbar machen“, verspricht Stempniewski. Denn die CEDIM-Experten untersuchen auch seltene Katastrophen, wie sie nur alle 200 oder sogar nur alle 1000 Jahre vorkommen – Katastrophen wie aus dem Alptraum. Das ist durchaus sinnvoll, denn die Vergangenheit hat gelehrt, dass die in Deutschland geltenden Bemessungs- kriterien für Hochwasserschutz oder Sturmfestigkeit nicht immer genügen. Keine Statistik ließ einen Orkan wie „Lothar“ erwarten, der am zweiten Weihnachtsfeiertag 1999 durch Frankreich, Deutschland und die Schweiz fegte und 110 Menschen tötete. Auch die Überschwemmungen an der Elbe 2002 oder am Neckar 1824 gehören zu den statistischen Ausreißern, denn sie überstiegen das 100-jährliche Hochwasser erheblich. Und die Erde bebt in Deutschland ohnehin so selten, dass sich kaum jemand der Gefahr überhaupt bewusst ist. Nur die Versicherungen rechnen mit dem Schlimmsten: Schäden von rund 100 Milliarden Euro.

Ein Teil des geplanten CEDIM-Kartenwerks ist bereits fertig – zum Beispiel die bundesweite Risikokarte Erdbeben. Darin kann man ablesen, welche Schäden den einzelnen Gemeinden drohen, wenn die Erde mit einer Stärke zuschlägt, wie es einmal in 475 Jahren zu erwarten ist. Diese willkürlich erscheinende Zahl ist die Übersetzung des Seismologen-Sprachgebrauchs: Ein Erdbeben, wie es mit zehnprozentiger Wahrscheinlichkeit in den nächsten 50 Jahren einmal vorkommt. Der Karte liegt ein Rechenmodell zugrunde, mit dem sich auch beliebige andere Erdbeben durchspielen lassen. So haben Seismologen das Albstadt-Erdbeben, das 1978 auf der Schwäbischen Alb Zerstörungen von 275 Millionen Mark anrichtete, kurzerhand ins nahe gelegene Magstadt verlegt. Ergebnis: Bei einem vergleichbaren Beben müssten allein die Hausbesitzer Verluste von rund zwei Milliarden Euro verkraften. Ein anderes – durchaus realistisches – Szenario platziert das Epizentrum nach Tübingen und erhöht die Magnitude von 5,1 auf 5,7. Hier würden sich die Schäden auf fast acht Milliarden Euro summieren.

Die Möglichkeit, Katastrophen virtuell durchzuspielen, macht die neuen Risikokarten zu einem dynamischen Instrument – im Gegensatz zum statischen Rhein-Atlas. Auch die Eingangsdaten werden ständig aktualisiert. Vor allem bei der Frage, mit welcher Erdbebenstärke in den einzelnen Regionen zu rechnen ist, hat sich in den letzten Jahren viel getan. Inzwischen nutzen Seismologen sogar Satelliten, um aus dem Weltraum Bruchstrukturen aufzuspüren. Die Radarbilder liefern ein flächendeckendes Bild der Störungen, an denen sich die Erde reibt. Auch das Spannungsfeld, das im Untergrund herrscht, fließt in die Berechnungen ein. Es zeigt, welche Störungen als Bebenherd überhaupt in Frage kommen.

Bei der Ermittlung der Überschwemmungsrisiken haben sich die CEDIM-Experten bislang auf den Neckar beschränkt, weil sie mit Baden-Württemberg begonnen haben. Mit einer ungewöhnlichen Genauigkeit haben sie den Neckar und sein Umland modelliert und sogar das exakte Unterwasserrelief des Flussbetts eingearbeitet. So können sie jedes Hochwasser simulieren. „Ein Knopfdruck“, sagt Andreas Kron vom Institut für Wasser und Gewässerentwicklung der Universität Karlsruhe, „und innerhalb weniger Minuten liefert der Rechner die Schäden an einzelnen Gebäuden.“

Die Modelle berücksichtigen auch, wie sich die Strömungsverhältnisse und Wasserstände ändern, wenn ein Deich bricht oder Treibgut eine Brücke verstopft. Der Nutzen solcher elektroni- schen Sandkastenspiele liegt auf der Hand: Hausbesitzer können zum Beispiel sehen, ob sie ihren Öltank vom Keller unters Dach verlegen sollten. Katastrophenhelfer erfahren bei einer heranrückenden Hochwasserwelle frühzeitig, wo sie anpacken oder Menschen evakuieren müssen. Bei höchster Gefahr können sie sogar prüfen, wo und wann sie einen Deich sprengen sollten, um den Fluss zu entlasten und stromabwärts liegende Ortschaften zu schützen.

Während ein großer Fluss bei einem Hochwasser langsam steigt und den Helfern einen hinreichenden Handlungsspielraum lässt, können kleine Bachläufe blitzschnell anschwellen – ein lokaler Gewitterschauer genügt. 1998 ist beispielsweise der unscheinbare Oosbach förmlich explodiert und hat Baden-Baden im Handumdrehen unter Wasser gesetzt. „Die übliche Hochwasservorhersage versagt hier“, sagt Kron.

Aber auch diese Gefahr lässt sich inzwischen abschätzen – für Baden-Württemberg gibt es eine entsprechende Karte (auf der linken Seite). Sie zeigt, wie viel Wasser pro Sekunde und Quadratkilometer den einzelnen Bächen zufließt, wenn es wie aus Kübeln schüttet – so heftig wie nur einmal in 1000 Jahren. Multipliziert mit dem Einzugsgebiet lässt sich der maximale Durchfluss für jeden Bach berechnen. So können die örtlichen Behörden entscheiden, ob sie das Bachbett verändern und Engpässe entschärfen sollten. Vor allem an der Westseite des Schwarzwalds könnten sich die Investitionen lohnen, denn hier laden die westwärts treibenden Regenwolken ihre Fracht ab und schüren das Risiko.

Stürme sind in Deutschland die teuerste Naturgefahr. Nach einer Statistik der Münchener Rück wurden drei Viertel aller Schäden, die zwischen 1970 und 1998 auf das Konto der Natur gingen, vom Wind angerichtet. Der rasante Klimawandel könnte diesen Anteil in Zukunft sogar noch anschwellen lassen. Karlsruher Meteorologen haben im Rahmen von CEDIM für jeden Quadratkilometer Baden-Württembergs die jeweils höchste Windgeschwindigkeit ermittelt, wie sie alle 50, 100 oder 200 Jahre zu erwarten ist. Dafür haben sie die Wetterdaten der letzten 50 Jahre durchforstet und die stärksten Stürme der letzten 30 Jahre im Computer noch einmal losgehetzt. Ein harter Brocken, selbst für Großrechner: „Vier Stunden läuft eine einzige Simulation“, sagt Meteorologe Thomas Hofherr von der Uni Karlsruhe. Böen, die größte Gefahr, schlagen mit einem „ Böenfaktor“ zu Buche. Er erhöht die durchschnittliche Windgeschwindigkeit, je nach Geländerauigkeit, um den Faktor 1,5 bis 2,0. Auf ebenem Gelände beträgt er 1,5, in Großstädten, wo hohe Gebäude die großen Windgeschwindigkeiten der oberen Luftschichten verwirbeln, steigt er entsprechend.

Um eine Risikokarte erstellen zu können, muss man auch wissen, wie viel Schaden ein Sturm anrichtet. Die Aerodynamiker können dabei auf eine solide Datengrundlage zugreifen, denn bis vor zehn Jahren waren alle Hausbesitzer in Baden-Württemberg bei der SV-Gebäudeversicherung gegen Sturm pflichtversichert. Die Schäden, das hat sich gezeigt, steigen exponentiell mit der Windstärke. Ein durchgespieltes Szenario verdeutlicht den Zusammenhang: Hätten die Windböen von Orkan Lothar nur zehn Prozent stärker gewütet, wären die Schäden mehr als dreimal so hoch ausgefallen. Statt 200 000 demolierter Wohngebäude mit einem Gesamtschaden von 300 Millionen Euro hätte das Bundesland 460 000 Schadensfälle von insgesamt 950 Millionen Euro verkraften müssen.

Noch in diesem Jahr soll eine Sturmrisiko-Karte für ganz Deutschland vorliegen. Außerdem soll die Erdbebenrisiko-Karte weiter verbessert werden, und weitere Flüsse kommen unter die Lupe. Doch alle Ergebnisse der Disasterforschung sind nur so viel wert, wie Bauingenieure und Planer sie auch berücksichtigen. Die besten Risikokarten nutzen nichts, wenn Siedlungen auf Flussauen entstehen, wenn Dämme aus Geldmangel marode bleiben oder wacklige Baukräne auf sturmgepeitschten Höhen stehen – kurz, wenn die Arbeit der Wissenschaftler ignoriert wird. „Die Resultate müssen besser als bisher in die Praxis umgesetzt werden“, fordert Zschau. Bauvorschriften müssen angepasst, Katastrophenschützer informiert und Bebauungspläne geändert werden.

Die Aufsplitterung der Kompetenzen beim Katastrophenschutz in einzelne Bundesländer macht die Aufgabe nicht leichter. Doch „wir sind mit den zuständigen Behörden in Kontakt“, sagt Zschau. Im Einzugsgebiet vom Neckar steckt bereits in den Computern der meisten Landratsämter ein Strömungsmodell des Flusses. Die zuständigen Beamten, bei Schulungen fit gemacht, können nun rasch ermitteln, wo sie bei einem Hochwasser Hilfe leisten müssen. Und nicht nur das: Sie können auch herausfinden, ob eine geplanter Bau das Strömungsverhalten des Flusses ungünstig verändern und das Hochwasserrisiko erhöhen würde.

Stempniewski ist zuversichtlich, dass die CEDIM-Ergebnisse nicht nur gebraucht, sondern auch verlangt werden. Unter seiner Ägide wurde im letzten Oktober die CEDIM-AG gegründet, die das Know-how vermarkten soll. Die Wissenschaftler wollen dabei zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Grundlagenforschung mit konkreter Anwendung verknüpfen sowie Geld verdienen, das sie für die Forschung dringend brauchen. Viele Versicherungen haben bereits angerufen, um sich aus erster Hand zu informieren. Kein Wunder, denn die Assekuranz hat ein existentielles Interesse am Risiko. „Wir bringen eine neue Qualität der Risikoanalyse auf den Markt“, sagt Stempniewski selbstbewusst. Aber auch Großkonzerne hätten sich gemeldet. Die CEDIM-AG soll deren Zulieferketten unter die Lupe nehmen. Multis wie Daimler-Chrysler sind auf Tausende von Subunternehmen angewiesen. Wenn nur einige davon nach einer Naturkatstrophe ausfallen, kann die gesamte Produktion zum Erliegen kommen. Die privatwirtschaftlich organisierte CEDIM-AG soll dieses Risiko ergründen, um schon im Voraus Abhilfe schaffen zu können. Das Geld, das Unternehmen in die Entschärfung der Gefahrenquellen stecken, wäre gut angelegt. „Schneller“, meint Stempniewski, „kann man nicht sparen.“ ■

KLAUS JACOB, freier Wissenschaftsjournalist in Stuttgart und ständiger bdw-Autor, hat eine Affinität zu Katastrophen, seit er 1995 das Buch „Entfesselte Gewalten“ schrieb.

Klaus Jacob

Ohne Titel

• Als reiches Land ist Deutschland besonders stark von Naturgefahren bedroht. Die Anhäufung großer Werte lässt das Risiko steigen.

• Wissenschaftler ermitteln die Risiken, die von Stürmen, Überschwemmungen oder Erdbeben ausgehen, immer genauer.

• Sie simulieren konkrete Katastrophen und erstellen damit Risikokarten für Deutschland.

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