Hangrutsche präzise vorhersagen

Sintflutartig prasselt der Regen auf die bereits völlig aufgeweichte Erde. Flüsse treten über die Ufer, Anwohner schleppen Sandsäcke, um sich vor dem steigenden Wasserpegel zu schützen. Und auch in bergigen Landschaften bangen die Menschen:

In Hanglagen kann die durchnässte Erde leicht abrutschen und Autos, Häuser und im schlimmsten Fall auch Menschen unter sich begraben. Experten ermitteln anhand von Gefahrenzonenkarten, wie wahrscheinlich es ist, dass ein bestimmter Hang ins Rutschen kommt. Das Problem: Die Karten sind statisch, sie beziehen also die aktuellen Wetterverhältnisse nicht mit ein. Dabei löst vor allem Starkregen die Katastrophen aus.

Künftig erhalten die Sicherheitsexperten Unterstützung: Das Frühwarnsystem ELDEWAS koppelt dynamische Wetterinformationen und -vorhersagen mit den statischen Daten über die Region, etwa Höhenprofile, Hangneigungen, Landnutzung – und gibt im Gefahrenfall eine Frühwarnung aus. ELDEWAS steht für »Early Landslide Detection and Warning System«. Entwickelt wird es von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe.
»Das Frühwarnsystem ELDEWAS geht Hand in Hand mit dem EU-Projekt INCA-CE, in dem Forscher daran arbeiten, die kurzfristige Wettervorhersage, das ‚Nowcasting‘, zu verbessern«, sagt Dr. Oliver Krol, Wissenschaftler am IOSB. Während übliche meteorologische Daten meist nur stündlich aktualisiert werden und ein räumliches Raster von zehn Kilometern zeigen, sagen die Experten das Wetter im Projekt INCA-CE für 15-minütige Abstände und auf einen Kilometer genau vorher.

Aktuelle Wetterdaten miteinbeziehen

Das Frühwarnsystem für Hangrutsche entwickeln die Forscher zunächst für das österreichische Burgenland; das regionale Sicherheitszentrum stellt dafür alle benötigten Daten zur Verfügung. Wie steil sind welche Hänge? Wie ist der jeweilige Boden beschaffen, besteht er aus Sand, Lehm oder Fels? Wie wird das Land genutzt, wo sind Befestigungen, Häuser oder Straßen, wo Wald oder Wiese? Diese langfristig gleichbleibenden Parameter verknüpfen die Forscher mit den sich ständig ändernden Wetterdaten.
Diese bekommen sie online vom Österreichischen Wetterdienst ZAMG gestellt, der sich auch im Projekt INCA-CE beteiligt. Ein erster Praxistest ist im Frühjahr geplant, dann wollen die Forscher erstmals aktuelle Wetterdaten in ihrem Frühwarnsystem berücksichtigen. Im Herbst soll der Prototyp fertig sein. »Die Software lässt sich dann natürlich auch in anderen Ländern und Gegenden einsetzen«, sagt Krol. Das erklärte Ziel: Das System soll im Hintergrund permanent die Lage analysieren und bei Gefahr selbstständig eine Warnung mit entsprechenden Koordinaten und dem dort zuständigen Ansprechpartner ausgeben. Dieser soll automatisch per SMS vor dem drohenden Ereignis gewarnt werden, so dass er entsprechende Maßnahmen einleiten kann – beispielsweise die Bevölkerung evakuieren und das Gebiet absperren.

Bis dahin warten jedoch noch einige Herausforderungen auf die Forscher: Etwa die Online-Wetterdaten in das System einzubinden und die erhaltenen Daten zu bewerten. »Die meiste Arbeit liegt sicherlich in der Beantwortung der Frage: Ab welchen Werten ist ein Zustand kritisch? Während feste Schwellwerte nur ein Ja oder Nein als Antwort erlauben und nur den Worst Case abdecken, setzen wir auf eine Beschreibung mittels Fuzzy-Logik«, erläutert Krol. »Wir weichen also die Schwellwerte der unterschiedlichen Einflussgrößen auf und können diese miteinander verknüpfen. So erreichen wir eine möglichst realistische Risikobewertung.«