Plötzlich und heftig: Starkregen

Herr Kunz, wann haben Sie selbst Ihren letzten echten Starkregen erlebt?

Das Jahr 2020 war zumindest in der Region Karlsruhe, in der ich lebe und arbeite, bisher recht trocken. Den letzten richtig schweren Starkregen habe ich letztes Jahr im Sommer erlebt: tatsächlich auf der Rückfahrt von einer Diskussion über die Modellierung von Starkregen. Das war so stark, dass ich mit dem Auto anhalten musste.

Was sind die Folgen von Starkregen?

Insbesondere in der Mittelgebirgslandschaft, die für Deutschland prägend ist, fließt das Wasser durch Starkregen mit sehr hoher Geschwindigkeit ab und kann zu Sturzfluten führen. Diese können große Mengen an Treibgut, Sedimenten oder Geröll mit sich reißen. Das kann verheerende Schäden anrichten. Aber auch in der Ebene können Starkniederschläge großflächige Überschwemmungen verursachen, wenn beispielsweise Kanalisationen überfluten. In allen Fällen können Infrastrukturen und Bebauung am Hang oder in den Senken erheblich geschädigt werden. Erfahrungen aus den Jahren 2016 und 2018 mit den zahlreichen Überschwemmungen und Sturzfluten haben gezeigt, dass es praktisch überall und vor allem auch abseits von Flüssen zu teils dramatischen Überschwemmungen kommen kann.

Welche Regionen Deutschlands sind besonders von Starkregen betroffen?

Lang anhaltende Niederschläge, also Dauerregen, tritt vor allem über den Alpen und den Mittelgebirgen Deutschlands auf. Starkregen dagegen kann überall in Deutschland vorkommen. Unsere hochaufgelösten Daten zeigen eine leicht höhere Wahrscheinlichkeit für die südlichen Bundesländer. Was aber die Gefährdung durch Überschwemmungen und Sturzfluten oder Hangrutschungen betrifft, zeigen sich hier räumliche Unterschiede, je nachdem, wie das jeweilige Gelände beschaffen ist.

Haben Starkniederschläge in den letzten Jahren zugenommen?

Ja. Das liegt daran, dass durch den Klimawandel die Lufttemperatur steigt. Das führt zu mehr Wasserdampf, denn warme Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen. Je höher der Wasserdampfgehalt, desto mehr Wasser kann eine Wolke aufnehmen und umso stärker sind die Niederschläge am Boden. Voraussetzung ist dabei allerdings, dass es genügend Wasser am Erdboden gibt, das verdunsten kann. Das war während der vergangenen Hitzesommer 2018 und 2019 mit den ausgetrockneten Böden nicht der Fall.

Gab es dann in den Jahren 2018 und 2019 auch weniger Starkregen?

Nein, so einfach ist der Zusammenhang nicht, denn auch bestimmte Wetterlagen wie das Europäische Blocking spielen hier eine wichtige Rolle. Das ist ein großräumiges Hochdruckgebiet, das die Entstehung von Gewittern in bestimmten Gebieten begünstigt. Im Mai/Juni 2016 und Mai/Juni 2018 beispielsweise kam es aufgrund mehrerer Blocking-Lagen in weiten Teilen Deutschlands zu einer Vielzahl von Gewitterereignissen und lokal zu Starkregen.

Darüber hinaus gibt es weitere Zusammenhänge zwischen Dürre und Starkregen. Zum einen neigen trockene Böden dazu, große Wassermengen oberirdisch abfließen zu lassen. Das wiederum erhöht die Gefahr von Sturzfluten. Zum anderen werden Hitzewellen häufig durch einfließende kühlere Luftmassen beendet. Wenn diese auf die warme Luft am Boden treffen, kommt es zu schweren Gewitterereignissen. Tatsächlich konnten in den vergangenen Jahren die stärksten Gewitter am Ende einer Hitzewelle beobachtet werden.

Lässt sich Starkregen vorhersagen?

Starkregen und die dadurch ausgelösten Überschwemmungen treten in der Regel sehr plötzlich auf. Deshalb ist die Vorwarnzeit meist sehr kurz, das macht es schwer, genaue Vorhersagen zu treffen. Oftmals werden Menschen von Starkregen und seinen Folgen überrascht. Umso wichtiger ist es, sich präventiv auf Überschwemmungen vorzubereiten.

Wie sehen diese präventiven Maßnahmen aus?

Zunächst ist eine gründliche Gefahrenanalyse erforderlich. Dabei sollten Gegebenheiten wie vorhandene Bebauungen oder Gefälle einbezogen werden. Daraus lässt sich abschätzen, wo sich das Regenwasser vermehrt sammelt beziehungsweise wohin es mit welchen Mengen abfließen könnte. Kapazitäten von Kanalnetzen, Regenrückhaltebecken, Pumpwerke oder Kläranlagen sollten ebenfalls berücksichtigt werden. Auf dieser Grundlage können dann Maßnahmen zum Schutz vor Hochwasser auf kommunaler Ebene erarbeitet werden.

Und kann man auch etwas tun, um seinen eigenen privaten Lebensbereich zu schützen?

Aber klar doch. Im privaten Bereich sollten Menschen ihre Grundstücke grundsätzlich gegen eindringendes Wasser schützen, zum Beispiel durch Schwellen, Aufkantungen oder Geländeprofilierung. Diese Maßnahmen sind meist sehr einfach umzusetzen und kostengünstig, aber sehr wirkungsvoll. Sinnvoll sind auch der Einbau von wasserdichten Türen und Fenstern vor allem im Untergeschoß sowie eine Rückstausicherung, die verhindert, dass Abwasser aus der Kanalisation in die Grundleitungen und Sanitäreinrichtungen gedrückt wird.

Woran forschen Sie derzeit und was ist Ihr Fokus in der Helmholtz-Klima-Initiative?

Die Forschung meiner Arbeitsgruppe „Atmosphärische Risiken“ am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zielt vor allem darauf ab, die Ursachen und die Häufigkeit von Schwergewittern, insbesondere von Hagelstürmen, besser zu verstehen. Wir haben außerdem mehrere Hagelmodelle entwickelt, die in der Versicherungsindustrie verwendet werden.

Im Rahmen der Klima-Initiative arbeite ich mit im Projekt „Urbane Extreme“. Darin untersuchen wir zusammen mit dem Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ wie häufig und mit welcher Intensität Starkregen heute und in Zukunft auftritt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Projektes kommen aus unterschiedlichen Disziplinen. So können wir die gesamte Prozesskette von Starkniederschlagsereignissen beschreiben - von der Häufigkeit und Variabilität über den Abfluss bis hin zu den Auswirkungen auf die Gewässerökologie.

Und wie sieht Ihre Forschung konkret aus? Reisen Sie von einem Wetterextrem zum nächsten?

Nein. Heutzutage geschieht das alles am Computer. Aber für nächstes Jahr planen wir ein großes Messexperiment in der Region der Schwäbischen Alb, bei dem wir mit verschiedenen Messgeräten schwere Hagelgewitter verfolgen wollen.

Michael Kunz leitet am Institut für Meteorologie und Klimaforschung am KIT die Arbeitsgruppe „Atmosphärische Risiken“ und erforscht meteorologische Extremereignisse wie Winterstürme, Hagel oder Starkniederschläge. Er ist auch Sprecher des „Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology“.