Flüsse haben Erinnerung an Wasserabflussmengen

Das „Langzeitgedächtnis“ von Flüssen kann zum Auftreten extremer Hochwasserlagen oder auch lang anhaltenden Trockenheiten führen. Dies wies der Leipziger Meteorologe Dr. Manfred Mudelsee in einer Untersuchung von sechs Flüssen in Europa, den USA und Afrikas nach. Die Erkenntnisse Mudelsees wurden jetzt von der Fachzeitschrift „Water Resources Research“ der American Geophysical Union veröffentlicht.

Dr. Manfred Mudelsee beschäftigte sich für seine Forschung mit Langzeitmessungen zur Menge des abfließenden Wassers in den Flüssen. „Die beste Abflusszeitreihe liegt dabei für die Elbe vor, es gibt weltweit nichts besseres“, erklärt der Wissenschaftler. So seien zum Beispiel in Dresden seit 1852 die Wasserdurchflussmengen täglich registriert worden, wobei nicht einmal Kriegsereignisse die Messreihen unterbrachen. Doch auch in weiteren Messstationen oberhalb und unterhalb der sächsischen Metropole wurden die Daten über längere Zeiträume erfasst.

Auslöser für den Memory-Effekt ist die Fähigkeit von Gewässern, sich bei stärker werdenden Durchflussmengen Ausweichmöglichkeiten oder Reservoirs zu schaffen – ein „Kurzzeitgedächntnis“. Je weiter stromabwärts und damit unterhalb von weiteren Zuflüssen man sich befindet, desto stärker wird aus dem Kurzzeit- ein „Langzeitgedächtnis“, das für einen möglichst optimalen Wasserablauf sorgt.

Aus den Messreihen und mit Hilfe der mathematischen Methode der Wahrscheinlichkeitsrechnung kann der Meteorologe nun ermitteln, wie wahrscheinlich es ist, dass an bestimmten Flussabschnitten mit Hochwasser zu rechnen ist. „Ich kann dabei zwar das Hochwasserereignis als solches nicht voraussagen, es ist aber möglich zu berechnen, wie hoch das Risiko eines solchen Ereignisses ist.“

Was sich zunächst eher unspektakulär anhören mag, kann für die Wirtschaft, aber auch für die Politik, von entscheidender Bedeutung sein. Lässt sich das Hochwasserrisiko für mittelfristige Zeiträume darstellen, können daraus Investitions- und Ansiedlungsentscheidungen abhängig gemacht werden. Wie wichtig das sein kann, wird am Elbehochwasser von 2002 deutlich: Bei den Überschwemmungen in der Tschechischen Republik und Deutschland kamen zahlreiche Menschen ums Leben, der Sachschaden ging in die Milliarden.

Da er sich mit den langen Messreihen der Elbe ausführlich befasst hat, kann Mudelsee bei der Klima-Risiko-Analyse (climate risk analysis) für diesen Fluss für Winterhochwasser Entwarnung geben. Durch den Klimawechsel vereist der Fluss nicht mehr so stark, so dass sich bei Tauwetter keine Eisschollen in größerem Maße mehr anstauen und das Schmelzwasser nahezu ungehindert ablaufen kann. Der Wissenschaftler warnt jedoch davor, diese Erkenntnisse einfach übertragen zu wollen: „Jeder Fluss muss einzeln und für sich genommen betrachtet werden, um eine qualifizierte Risikoanalyse vornehmen zu können.“

Anerkennung für seine Forschungsarbeit bekam Mudelsee übrigens von einem Wissenschaftler, der sich – wenn auch auf anderem Gebiet – ebenfalls mit der Berechnung von Zeitreihen befasst: Der Nobelpreisträger für Wirtschaftswissenschaften, Professor Clive Granger aus Kalifornien, befürwortete Mudelsees Deutung.

Jörg Aberger

weitere Informationen:
Dr. Manfred Mudelsee
Telefon: 0341 97-32948
E-Mail: mudelsee@uni-leipzig.de