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StartseiteForschung aktuellLand unter!09.09.2005

Land unter!

Wissenschaftler simulieren extreme Sturmfluten

Meteorologie. - Hurrikan Katrina und die von ihm verursachten Verwüstungen beherrschen momentan die Schlagzeilen. Wenn Deutschland auch nicht mit den Wirbelstürmen der USA mithalten kann, vergleichbare Sturmfluten kann es an Nord- und Ostsee durchaus geben. Ein Projekt an der Universität Siegen berechnet, wie hoch die Fluten schlimmstenfalls steigen können.

Von Mirko Smiljanic

Nur unter Einsatz aller Kräfte konnten 1962 die Opfer der Sturmflut in Hamburg geborgen werden. (Staatsarchiv Hamburg)
Nur unter Einsatz aller Kräfte konnten 1962 die Opfer der Sturmflut in Hamburg geborgen werden. (Staatsarchiv Hamburg)

"Achtung, hier spricht das Ortsamt! Bitte bewahren Sie Ruhe, wir kommen mit Verpflegung! Wir haben zunächst kalte Verpflegung, warme Verpflegung folgt. Bitte bleiben Sie ruhig! Bitte bleiben Sie ruhig! Denken Sie daran: kein Wasser trinken, bitte kein Wasser trinken!"

Hamburg, 16. Februar 1962. Während der Nacht bricht eine verheerende Sturmflut über die gesamte Nordseeküste herein. Besonders betroffen sind die west- und ostfriesischen Küstenabschnitte. Der Pegel in Hamburg-St. Pauli steigt auf die Rekordmarke von 5,70 Meter über Normal Null.

"Die Nordsee ist als flaches Randmeer des Atlantiks sehr gefährdet, weil durch die geringe Wassertiefe sich ein extrem hoher Windstau ausbilden kann. Dazu kommt natürlich die Tide, die Gezeiten an der Nordsee, die drei bis vier Meter bei Springfluten ausmachen, und wenn sich ein solcher Windstau mit dem Tidehochwasserstand, möglicherweise noch mit einer Fernwelle überlagert, dann kann es zu solchen Katastrophen führen."

Diese Katastrophen, sagt Jürgen Jensen, Professor für Wasserwirtschaft und Umwelt an der Universität Siegen, sind keineswegs neu.

Februar 1164, Julianeflut. 20.000 Tote
Januar 1219, Marcellusflut. 36.000 Ertrunkene
Dezember 1287, Luciaflut. 50.000 Todesopfer
Oktober 1362, "Große Mandränke". Geschätzte Zahl der Ertrunkenen: 100.000

Das sind einige der schlimmsten Sturmfluten, in vielen Fällen hätten sie aber noch weit katastrophaler ausgehen können. Jürgen Jensen und sein Team sind dem worst case auf der Spur, der theoretisch schlimmsten, glücklicherweise aber nicht eingetreten Sturmflut, etwa weil der Sturm während des Tideniedrigwassers tobte oder zufälligerweise Erde, Mond und Sonne nicht in einer Linie standen, die Flut also nicht zu Springtide verstärkt wurde. Um den worst case zu berechnen, sind zwei Informationen entscheidend: Die physikalischen Bedingungen von Sturmfluten und konkrete Wetterlagen. Dabei gingen die Wissenschaftler, so Jensen, so vor,...

"...dass man die extremsten Wetterereignisse weiterverfolgt, die zwar nicht eingetreten sind, aber tatsächlich hätten eintreten können. Diese Wetterdaten wurden vom Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage in Reading gewonnen und dann mit dem Windstaumodell des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie zu Wasserständen überführt."


Die Datenlage ist gigantisch: Acht mal täglich ermittelt das Rechenzentrum in Großbritannien Zehn-Tage-Prognosen für die Nordseeküsten, wobei jede Einzelvorhersage aus 50 Variationen besteht. Als Untersuchungszeitraum haben die Sturmflutforscher die letzten 30 Jahre angesetzt. Jürgen Jensen:

"Es gab etwa ein Dutzend schwerer Sturmfluten und um diese Zeiträume heraus haben sich dann tatsächlich auch die größten Wirkungen der Simulation eingestellt."

Was aber nicht heißt, dass die Daten der Schönwetterphasen unter den Tisch fielen. An der Nordsee können sich Sturmfluten ohne Vorankündigung binnen weniger Stunden aufbauen. So wie am 3. Januar 1976, als eigentlich niemand mit einer Sturmflut gerechnet, die gesamte Nordseeküste aber plötzlich vor einer der gefährlichsten Fluten des letzten Jahrhunderts bedroht wurde. Zum Glück verlor der Orkan nur eine Stunde vor dem Tidehochwasser seine Kraft, sonst hätte es wahrscheinlich wieder "Land unter!" heißen müssen. Immer wieder fanden die Siegener Forscher Beispiele, wie knapp die Küstenbewohner an einer Katastrophe vorbei geschrammt sind. Christoph Mudersbach, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Siegen veranschaulicht dies an den Wasserständen, die tatsächlich eingetreten sind und den Wasserständen, die hätten eintreten können:

"Beispielsweise am Pegel Cuxhaven sieht die Situation so aus, dass wir einen höchsten bisher eingetretenen Wasserstand von etwa 5,10 Meter gehabt haben über Normal Null, und die bisher modellierten höchsten Wasserstände innerhalb dieses Projektes liegen jetzt einen guten Meter drüber, bei 6,50 Meter über Normal Null, so dass sich daraus schon deutlich höhere Wasserstände ergeben, die natürlich eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit haben."

Ortswechsel: Von der Nord- zur Ostsee, die über Skagerrak und Kattegat zwar miteinander verbunden sind, bezogen auf die Entstehung von Sturmfluten aber völlig unterschiedliche Bedingungen aufweisen. Zunächst einmal wird nur wenig Wasser in die Ostsee gedrückt, außerdem spielen die Gezeiten, so Christoph Mudersbach, kaum eine Rolle,...

"...und dann muss man noch berücksichtigen, dass die Ostsee ein fast geschlossenes Becken ist, das kann man sich vorstellen wie eine Badewanne, wenn da das System einmal angeregt wird zu schwingen, dann kann sich das aufschaukeln wie in einer Badewanne."

Nördliche oder nordwestliche Winde drücken Nordseewasser in die Ostsee - sie wird "vorgefüllt", so der Fachausdruck. Dieses Wasser führt an der baltische Küste zu höheren Pegeln, die sich in Schweden und Deutschland noch gar nicht bemerkbar machen. Das passiert erst, wenn ein eigentümliches Wetterphänomen einsetzt: Der Wind ändert plötzlich seine Richtung um 180 Grad. Jürgen Jensen:

"Und mit schlechtem Wetter, es geht oft einher mit Eis, Schnee und extremen Windlagen, die dann diese hohe Vorfüllung mit dem Schwappeffekt von der östlichen Seite gegen die westliche Ostseeküste drückt, das heißt gegen die schleswig-holsteinische und mecklenburg-vorpommersche Ostseeküste drückt."

Diese Phänomene treten nicht häufig auf, weshalb verheerende Sturmfluten an der Ostsee Ausnahmen sind. Die letzte wurde 1872 registriert. In Sicherheit wiegen sollte sich aber trotzdem niemand: Die Schwingbewegung des Ostseewassers führt zwar nur selten zu extremen Wasserständen, weitaus gravierender, so Jürgen Jensen, ist,...

"...dass das Durchweichen, Durchnässen der Deiche über einen langen Zeitraum erfolgen kann, während an der Nordsee extreme Wasserstände eigentlich nur in Phasen des Tidehochwassers auftauchen, also sehr, sehr begrenzt sind, deshalb sind Küstenschutzmaßnahmen auf diese lange Belastung abzuleiten."

Die Resultate von MUSE, der "Modellgestützten Untersuchungen zu Sturmfluten mit sehr geringen Eintrittswahrscheinlichkeiten" liegen für die Nordsee vor, für die Ostsee werden sie gerade erstellt. Schon jetzt ist klar: An der deutschen Nord- und Ostseeküsten sind Sturmfluten möglich, die alles bisher Bekannte in den Schatten stellen. Weshalb Jürgen Jensen die Ergebnisse von MUSE möglichst in den Küstenschutz einfließen lassen möchte:

"Die Verwertung dieser Ergebnisse sollte hinsichtlich einer Vorsorgestrategie orientierst sein, das heißt, eine Forderung, Deiche an der Nordseeküste großflächig zu erhöhen, ist daraus nicht abzuleiten. Aber bestimmte Bereiche weisen eben deutlich geringere Sicherheiten auf, wo man sich durchaus überlegen sollte, wie eine Stadt wie Hamburg sich für solche Ereignisse schützen kann, aber auch an anderen Bereichen der Nordfriesischen- und Ostfriesischen Küste, da sind Nacharbeiten durchaus zu empfehlen."

Damit die Katastrophe von 1962 sich nicht wiederholt: 200 Millionen Kubikmeter Wasser überfluten damals Marschen und tiefer liegende Stadtviertel. 315 Menschen ertranken, 20.000 wurden obdachlos.

"Das Schlimme war, dass für viele Menschen die Hochwasserkatastrophe als völlige Überraschung kam. Sie haben, glaube ich, nicht viel mehr gerettet als das, was Sie anhaben?"

"Ja, ja, nicht mal ein paar Schuhe, barfuß musste ich gehen, die habe ich jetzt bekommen von Leuten. So geht es uns."

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