Waldbrände und Überflutungen als Folgen des Klimawandels
12. November 2021 | Satelliten erfassen das Ausmaß von Naturkatastrophen und liefern wichtige Informationen für Hilfseinsätze
Waldbrände und Überflutungen als Folgen des Klimawandels
Flutgebiete in der Region Ahrweiler
Die Bilder des Copernicus Sentinel-2-Satelliten zeigen die Region Ahrweiler vor dem katastrophalen Starkregenereignis im Sommer 2021 (13. Juni, links) und danach (18. Juli, rechts). Die überfluteten Flächen und Schlamm-Massen rund um den Fluss Ahr sind aus dem All deutlich zu erkennen.
Übersichtskarte zur Flutsituation in der Region Euskirchen
Die von DLR und ZKI erstellte Übersichtskarte zur Flutsituation am 15. Juli 2021 in der Region um die Stadt Euskirchen wurde auf Grundlage von Daten der Satelliten Sentinel-1 und Sentinel-2 aus dem europäischen Erdbeobachtungsprogramm Copernicus erstellt. Die hellblauen Flächen kennzeichnen die Überflutungsgebiete.
Erdbeobachtungssatelliten können das Ausmaß von Waldbränden und die daraus resultierenden Schäden an der Vegetation aus dem All detektieren. Die Sentinel-3-Aufnahme vom 22. September 2021 zeigt die von einem Waldbrand vernichtete Fläche in Jakutsk, Russland.
Erdbeobachtungsdaten liefern einen wichtigen Beitrag, um die Einhaltung der Vereinbarungen der aktuellen Weltklimakonferenz und des Pariser Klimaabkommens zu überwachen.
Satelliten übermitteln bereits heute wichtige Informationen zu wetterabhängigen Naturkatastrophen, wie etwa von Waldbränden und Überflutungen, die in Folge der globalen Erwärmung gehäuft auftreten.
Nach den katastrophalen Überschwemmungen im Westen Europas im Juli dieses Jahres wurden Erdbeobachtungsdaten genutzt, um den Helfern und Rettungsdiensten einen Überblick über die aktuelle Lage in den Hochwassergebieten zu liefern.
Am 12. November 2021 endet nach fast zwei Wochen die 26. UN-Klimakonferenz im schottischen Glasgow. Hauptziel der Teilnehmenden aus annähernd 200 Staaten war es, über Maßnahmen zur Erreichung der Ziele des Pariser Klimaabkommens zu diskutieren und geeignete Lösungen für deren Umsetzung zu finden. Dazu zählt etwa die Begrenzung der globalen Erderwärmung auf 1,5 Grad Celsius. Zu den Ergebnissen der Konferenz zählt unter anderem die Zusage von über 100 Staaten - darunter Deutschland - die globalen Methanemissionen bis 2030 um mindestens 30 Prozent zu reduzieren. Dies könnte die globale Erwärmung um 0,2 Grad Celsius bis 2050 verringern. Zudem haben sich ebenfalls mehr als hundert Staaten verpflichtet, die Entwaldung bis 2030 zu stoppen. Erdbeobachtungsdaten liefern hier einen wichtigen Beitrag, um die Einhaltung dieser Vereinbarungen zu überwachen. Wie hoch der Handlungsdruck bereits heute ist, zeigt auch die zunehmende Anzahl von wetterabhängigen Naturkatastrophen, wie etwa von Waldbränden und Überflutungen, in Folge der globalen Erwärmung.
Trockenheit und Starkregenereignisse zwei Seiten einer Medaille
Zunächst einmal scheint es widersprüchlich, dass Waldbrände, die aufgrund langanhaltender Hitze und Trockenheit entstehen, die gleichen zugrunde liegenden Ursachen haben sollen wie durch Starkregenereignisse ausgelöste Flutkatastrophen. Beide Phänomene werden jedoch durch den Klimawandel und die damit steigenden Temperaturen begünstigt.
Ausgelöst durch die kontinuierliche Erwärmung der Erde haben sich die Windsysteme vor allem auf der Nordhalbkugel abgeschwächt. Diese Systeme sorgen normalerweise für einen raschen Wechsel von Hoch- und Tiefdruckgebieten. Durch das Nachlassen der Luftströme verharren diese Druckzellen nun deutlich länger über einem Gebiet, und so kann es zu langanhaltenden Hitze- und Dürreperioden kommen. In den Jahren 2020 und 2021 haben Trockenheit und ungünstige meteorologische Bedingungen zur Entstehung zahlreicher Waldbrände beigetragen, die in mehreren Ländern des Mittelmeerraums, aber auch in den sonst weniger brandgefährdeten Wäldern des Nordens wüteten.
Waldbrände als Folgen und Treiber des Klimawandels
So stieg im Jahr 2021 in Kanada die Zahl der gemeldeten Brände um etwa ein Drittel im Vergleich zum Vorjahr. Dabei wurden mehr als vier Millionen Hektar Wald, also eine größere Fläche als das Staatsgebiet der Schweiz, zerstört. Im gleichen Jahr vernichteten Feuer in Sibirien mehr als 16 Millionen Hektar Wald - das entspricht etwa der Hälfte der Gesamtfläche Deutschlands. Nach Informationen des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC) wird sich das Klima unter allen betrachteten Szenarien erwärmen und die Waldbrandgefahr damit zukünftig weiter ansteigen.
Doch die Brände sind nicht nur Folge, sondern auch ihrerseits Treiber des Klimawandels: Durch die Feuer werden große Mengen an Kohlendioxid (
CO
2) freigesetzt, die wiederum zur weiteren Erwärmung beitragen. Wie hoch die Freisetzung dieses Treibhausgases dabei ist, belegen die Daten von Erdbeobachtungssatelliten. Der Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) nutzt etwa Satellitendaten aktiver Brände, um Aussagen zur Konzentration von Schadstoffen wie Stickoxiden und Kohlenstoffmonoxid sowie
CO
2-Emissionen zu treffen. Die Brände 2021 führten zu neuen Rekorden im CAMS-Datensatz, wobei im Juli weltweit mehr als 1200 Megatonnen Kohlendioxid freigesetzt wurden. Mehr als die Hälfte des
CO
2 stammt aus Waldbränden in Nordamerika und Sibirien. Ab dem Jahr 2026 wird mit der Copernicus CO2M-Mission ein System aus drei Satelliten die Kohlendioxid-Emissionen global flächendeckend erfassen können.
Zunahme von Unwettern um das 1,2- bis 9-Fache
Andererseits sorgen steigende Temperaturen dafür, dass sich zunehmend mehr Wasserdampf in der Atmosphäre befindet: So nimmt der Wasserdampfgehalt mit jedem Grad Celsius um rund sieben Prozent zu. Bei entsprechenden Wetterlagen kann die Atmosphäre diese Feuchtigkeit nicht halten, und Starkregen sind die Folge. So verursachte das Tiefdruckgebiet "Bernd" im Juli 2021 in Teilen Westeuropas Regenfälle und Überschwemmungen in katastrophalem Ausmaß. Besonders betroffen waren Regionen in Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz, sowie in Luxemburg, Belgien und den Niederlanden. Allein rund um die Flüsse Ahr und Erft fielen durchschnittlich am Tag mehr als 90 Liter Regen pro Quadratmeter, und damit deutlich mehr als jemals zuvor seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Laut einer Studie der World Weather Attribution wird sich die Wahrscheinlichkeit solcher Unwetter durch den Klimawandel in Zukunft um das 1,2- bis 9-Fache erhöhen.
Satelliten im Einsatz für den Katastrophenschutz
Radarsatelliten, wie beispielsweise die deutsche Mission TerraSAR-X oder der Sentinel-1-Satellit aus dem europäischen Copernicus-Erdbeobachtungsprogramm, können unabhängig von Helligkeit und Wolkenbedeckung Daten zu Land- und Wasseroberflächen liefern. Mittels automatisierter Analyseverfahren wird das Ausmaß der Überschwemmung genau erfasst. Für die Fluten in Westdeutschland wurde der Copernicus Emergency Management Service (CEMS) aktiviert. Über 70 Karten, die das Ausmaß der Zerstörung zeigen, stellte das CEMS den Hilfskräften vor Ort zur Verfügung. Auch das Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation (ZKI) hat für Regionen in Nordrhein-Westfalen Hochwasserinformationen aus Satellitendaten abgeleitet, die den Fluthelfern einen Überblick über die aktuelle Lage in den Hochwassergebieten liefern konnten. Die Satelliteninformationen bildeten damit eine wichtige Grundlage für die Planung und Koordinierung der Hilfs- und Rettungsmaßnahmen in den betroffenen Gebieten. Die Daten werden aber auch in der Zeit nach der Katastrophe für die Schadensregulierung und -schätzungen benötigt.
Wettersatelliten leisten zudem einen wichtigen Beitrag für die Katastrophenvorsorge durch zuverlässige Wetter- und Niederschlagsprognosen. Ab dem Jahr 2023 werden die neuen Generationen der europäischen Wettersatelliten des Meteosat- und des MetOP-Systems dazu beitragen, dass die Genauigkeit der Prognosen weiter steigen wird. Deutschland ist über die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR bei beiden Programmen maßgeblich engagiert.
