Forschende simulieren extreme Sturmfluten

Sturmfluten stellen für die Nordseeküste eine permanente Bedrohung dar. In einem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt wurden mögliche Auswirkungen extremer Hochwasserereignisse erforscht.

Sturmfluten gehören zu den größten Bedrohungen an der Nordseeküste.
Sturmfluten gehören zu den größten Bedrohungen an der Nordseeküste. © Fotolia/tk_fotodesign

Das Wasser kam, als Hamburg schlief: In der Nacht vom 16. auf 17. Februar 1962 überschwemmte eine verheerende Sturmflut einen Großteil des südlichen Stadtgebiets, nachdem zahlreiche Deiche gebrochen waren. Das Hochwasser traf die Hansestadt völlig unvorbereitet. Die Folgen: Über 300 Bewohner kamen ums Leben, viele Gebäude, Versorgungsleitungen und Straßen wurden stark beschädigt. 

Seit dieser Katastrophe wurde der Küstenschutz in der gesamten Nordsee-Region erheblich verstärkt. In Hamburg selbst wurden Deiche auf eine durchschnittliche Höhe von 8,50 Meter aufgestockt. Dadurch konnten in jüngster Zeit Fluten abgewehrt werden, die mit Rekordwasserständen einhergingen. Doch angesichts steigender Meeresspiegel stehen die Küstenschutzbehörden vor der Herausforderung, auf die neuen Risiken mit robusten und nachhaltigen Maßnahmen zu reagieren.

Zusammenspiel außergewöhnlicher Konstellationen

Die Grundlagen dafür liefert die Wissenschaft: So hat ein Forscherteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht innerhalb des Projekts EXTREMENESS untersucht, ob es im Zusammenspiel außergewöhnlicher Konstellationen zu Sturmfluten in völlig neuen Dimensionen und mit extremen Schäden kommen kann – wenn etwa ein starker Windstau, das Gezeitenhochwasser und hohe Wellen zusammentreffen.  

Zunächst rekonstruierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler historische Sturmfluten anhand von Modelldaten und untersuchten, inwieweit sich diese Ereignisse noch verstärken können. Auf dieser Basis wurden mögliche extreme Sturmfluten simuliert, die zwar äußerst unwahrscheinlich, aber dennoch physikalisch plausibel sind. Deren mögliche Folgen spielten die Projektpartner in mehreren interdisziplinären Workshops durch. Hierbei wurden auch neuralgische Punkte im Küstenschutz identifiziert.

Auch Serien kurz aufeinanderfolgender Fluten betrachtete das Forscherteam. „Es wird besonders dann problematisch, wenn sich solche Situationen über mehrere Wochen hinziehen“, sagt Ralf Weisse, Projektleiter von EXTREMENESS. Helfer können an ihre Grenzen kommen, Kettenreaktionen ausgelöst und kritische Infrastrukturen gefährdet werden. Zudem kann das Wasser auch im Hinterland steigen, wenn Entwässerungssysteme überlastet sind.  

Stresstest für den Katastrophenschutz

Am Ende des Projekts stand das Planspiel „Schwarzer Schwan“, ein Stresstest für den Katastrophenschutz. Hierbei wurde unter anderem der Ausfall technischer Anlagen wie Pumpen und Schleusen sowie Beschädigungen von Deichen durch havarierte Schiffe simuliert. „Die Ergebnisse zeigen, dass der Küstenschutz in Ostfriesland insgesamt gut aufgestellt ist“, sagt Weisse.

Die im Projekt errechneten Szenarien flossen bereits in die Abläufe einer großen Katastrophenschutzübung der Stadt Emden Ende 2018 ein. In einem zusammen mit dem niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz geplanten Nachfolgeprojekt sollen zudem Grundlagen für ein integratives Klimaanpassungskonzept im Küstenraum erarbeitet werden. Wichtige Daten dafür liefert EXTREMENESS.