Naturkatastrophen nehmen laut gängiger Meinung zu. Insbesondere Hochwasser scheinen häufiger als früher aufzutreten und schuld daran ist die Atmosphäre, die wärmer ist und mehr Wasser aufnehmen kann. Dadurch regnet es stärker und es kommt zu Überflutungen. So zumindest lautet die populäre Erklärung für die Veränderungen des Wetters. Doch der Hydrologe Günter Blöschl widerspricht: „Wenn wir unsere Messdaten anschauen, sehen wir zwar, dass es im Westen Europas tatsächlich mehr Hochwasser gibt. Doch im Osten Europas, wo Schnee einen wichtigen Einfluss hat, nehmen die Hochwasser eher ab.“ In Wirklichkeit ist die Situation also wie so oft etwas komplizierter. Blöschl will im Rahmen einer Forschungskooperation von Instituten aus Deutschland, Österreich und der Schweiz Licht ins Dunkel bringen. Der Wissenschaftsfonds FWF finanziert dabei den österreichischen Teil des Projekts.
Geschichte der Hochwasser
Veränderungen in der Häufigkeit von Hochwassern sind prinzipiell nicht ungewöhnlich. In der Geschichte gab es immer wieder hochwasserreiche und hochwasserarme Zeiten. „Man kann zeigen, dass wir uns derzeit in Mittel- und Nordwesteuropa in einer hochwasserreichen Periode befinden, und es sieht nicht so aus, als ob sie aufhören würde.“ Doch ist diese Zunahme der Häufigkeit vom Menschen verursacht? Um das zu klären, betrachtet Günter Blöschl an der Technischen Universität Wien die natürlichen Zyklen der Hochwasserhäufigkeit. „Dafür haben wir bereits in früheren Projekten historische Daten in Europa ausgewertet und die Hochwassergeschichte Europas in den vergangenen 500 Jahren quantitativ dargestellt.“ Der Vergleich sei wichtig, weil vor 500 Jahren der menschliche Einfluss noch zu vernachlässigen war.
Die Daten, mit denen Blöschls Team arbeitet, sind dabei sehr heterogen. „Wir haben viele verschiedene Daten aus Fernerkundungsdaten über Bodenfeuchte und Schnee. Zusätzlich haben wir die traditionellen meteorologischen und hydrologischen Daten, die eine viel längere zeitliche Abdeckung haben. Besonders wichtig für uns ist die Messung des Wasserstands der Flüsse“, erklärt der Wasserexperte. Letzteren könne man besonders genau messen.
Regionale Hochwasserperioden (1960–2010): In Blau Regionen mit Anstieg der Hochwasserhäufigkeit, in Rot mit abnehmendem Hochwasser. Quelle: TU Wien
Zusätzlich zu den aktuellen Daten und den Datensammlungen der vergangenen 60 Jahre gibt es aber auch historische Aufzeichnungen, die wichtige Informationen enthalten. Dazu hat Blöschls Gruppe mit einer Historikerin gearbeitet, die in Archiven nach Angaben über Hochwasser gesucht hat. „Wir konnten sehen, dass in der Vergangenheit, abgesehen von den vergangenen drei Jahrzehnten, die kalten Perioden die hochwasserreichen waren, nicht die warmen“, berichtet der Forscher.
Blöschl betont, dass die Erwärmung der Atmosphäre also nicht unmittelbar für die Zunahme von Hochwassern verantwortlich ist. Der Effekt, dass die Atmosphäre mehr Wasser aufnimmt, sei real, aber der Einfluss auf die regionalen Hochwasser dennoch gering. Wichtiger sei die Veränderung der Wettersysteme. „Die Hochwasser, die in Nordwesteuropa zunehmen, etwa in England oder Deutschland, tun das nicht, weil es wärmer ist, sondern weil Zugbahnen der Wettersysteme, die Hochwasser auslösen, sich weiter in den Norden verschoben haben. Das hängt nur äußerst indirekt mit der Lufttemperatur zusammen“, erklärt der Hydrologe. Viel stärker sei der Einfluss der Luftdruckverteilung und die Ausdehnung der Regenfälle über Afrika. „Es ist eher eine globale Änderung der Zirkulationsmuster, die den Unterschied macht“, sagt Blöschl. Diese sei zu einem gewissen Grad durch den Klimawandel bedingt.
Kohärente Datenbasis
Die Arbeiten des aktuellen FWF-Projekts sind eine Fortsetzung von Arbeiten, die Blöschl in den vergangenen zehn Jahren im Rahmen eines ERC Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats durchgeführt hat. „Wir waren dort in der glücklichen Situation, dass wir wirklich wissenschaftliches Neuland beschritten haben“, sagt der Forscher. Früher sei der Stand der Wissenschaft zur Veränderung der Hochwasserhäufigkeit sehr heterogen gewesen. Sein Team habe erstmals eine konsistente Datenbasis geschaffen. „Der Vorteil dieser kohärenten Datenbasis ist, dass wir nicht einzelne Messstellen herausgreifen, sondern tausende Stationen zusammen betrachten. Und da sind plötzlich, wie von Geisterhand, räumliche Muster aufgetaucht, die vorher unsichtbar waren“, erzählt der Forscher.
Blöschl betont den stark internationalen Charakter dieser Forschungen. Im aktuellen Projekt ist seine Gruppe in Wien für die langfristigen Zyklen zuständig, die Gruppe in Stuttgart interessiert sich für die räumliche Verteilung, während man sich in Frankfurt mit atmosphärischen Fragen und der Kopplung mit dem Ozean beschäftigt. Darüber hinaus ist Blöschl, der bis vor Kurzem Präsident der Internationalen Hydrologischen Gesellschaft war, in Kontakt mit Forschungsteams aller europäischen Länder. Das Netzwerk sei sehr gut, man stelle sich gegenseitig seine Daten zur Verfügung. Für alle sei das Gesamtbild Europas interessant.
Hochwasser nehmen zu
Künftig wird sich der derzeitige Trend verstärken. Das kann Blöschl aus seinen Daten mit hoher Verlässlichkeit schließen. „Österreich liegt im Übergangsbereich zwischen dem Nordwesten und dem Süden von Europa. Wir sind – das ist die gute Nachricht – von Änderungen weniger stark betroffen als beispielsweise England, aber wir sind betroffen“, sagt Blöschl. „Hochwasser werden nördlich des Alpenhauptkamms zunehmen. Südlich des Alpenhauptkamms, etwa in Kärnten, ist die Situation ungefähr gleichbleibend.“ In kleineren Flusstälern abseits von Donau, Salzach oder Drau, könne es aber sehr wohl zu starken Zunahmen kommen. Wirklich stark betroffen sind England und die Niederlande. „Das ist der Administration dieser Länder bekannt“, betont der Forscher. Man bereite sich darauf vor –, nicht zuletzt dank der Erkenntnisse der Forschenden um Blöschl und ihres internationalen Kollegiums.
Zur Person
Günter Blöschl ist Hydrologe und Leiter des Instituts für Wasserbau und Ingenieurhydrologie an der Technischen Universität Wien. Er ist Gastprofessor an internationalen Universitäten wie der Tsinghua-Universität in Peking und war von 2017 bis 2021 Präsident der Internationalen Hydrologischen Gesellschaft. Er ist Träger zahlreicher Auszeichnungen, zuletzt erhielt er 2018 den Prince Sultan Bin Abdulaziz International Prize for Water. Er interessiert sich für die Vorhersage von Hochwasser und Dürren, Skalierungsprobleme und den Einfluss des Klimawandels auf den Wasserkreislauf. Das internationale Projekt „Langfristige Variabilität extremer Hochwasserereignisse“ (2020–2023) wird vom Wissenschaftsfonds FWF mit 375.000 Euro finanziert.
Publikationen
Bertola M., Viglione A., Vorogushyn S., Lun D., Merz B., Blöschl G.: Do small and large floods have the same drivers of change? A regional attribution analysis in Europe, in: Hydrology and Earth Systems Sciences, Vol. 25, 1347–1364, 2021
Bertola M., Viglione A., Lun D., Hall J., Blöschl G.: Flood trends in Europe: are changes in small and big floods different?, in: Hydrology and Earth Systems Sciences, Vol. 24, 1805–1822, 2020
Doris Duethmann and Günter Blöschl. Why has catchment evaporation increased in the past 40 years? A data-based study in Austria, in: Hydrology and Earth Systems Sciences, Vol. 22, 5143–5158, 2018
Blöschl G., Hall J., Parajka J., Perdigão R. et al.: Changing climate shifts timing of European floods, in: Science 2017
