Geomatik-Frühlingskolloquium vom 12. März 2024: Zukunft der Modellierung komplexer Systeme des Niederschlags und anderer Komponenten des Wasserkreislaufs

Mit welcher Wahrscheinlichkeit gibt es in Basel im Februar 2026 ein Hochwasser? Werden wir in Zukunft im Sommer genug Wasser haben? Mit Fragen wie diesen befassen sich Prof. Dr. rer. nat. Dr.-Ing. András Bárdossy und sein Team. Im Rahmen des Frühlings-Kolloquiums am 12.03.24 gab er uns im vollbesetzten Hörsaal einen hochinteressanten Einblick, wie solche Fragen beantwortet werden und welche Herausforderungen dabei aufkommen. Der erste Teil des Vortrags behandelte, wie Niederschlag empirisch beobachtet wird. Im zweiten Teil ging es um die Modellierung und Vorhersage von hydrologischen Ereignissen. Schließlich bekam das interessierte Publikum einen Ausblick auf zukünftige Forschung und eine Zusammenfassung.

Hydrologische Systeme setzen sich aus einer Vielzahl Komponenten zusammen. Allein im Stadtgebiet Basel fallen während eines Starkregenereignisses (12mm) über 10 Trillionen (10¹³) Regentropfen. Diese lassen sich im Gegensatz zu beispielsweise einzelnen Himmelskörpern nicht mit einem physikalischen Modell hinreichend abbilden, sondern müssen stochastisch modelliert werden.

Die Modellierung erfolgt auf Basis historischer Beobachtungen. Dabei stellt die räumliche und zeitliche Variabilität die Wissenschaft vor große Herausforderungen. Der meiste Niederschlag fällt räumlich sehr begrenzt und zeitlich hoch konzentriert. Diese Varianz korrekt zu messen ist mit klassischen Niederschlagsmessern kaum möglich, da diese immer nur einen kleinen Bruchteil des Untersuchungsgebiets abdecken können. Moderne Methoden arbeiten flächendeckender, zum Beispiel mit Radar oder GSM-Messungen, haben aber ihre eigenen Herausforderungen.

Viele hydrologische Vorhersagemodellierungen nehmen an, dass die Zukunft der Vergangenheit ähnelt. Durch das sich stetig verändernde Klima wird diese Annahme zunehmend in Frage gestellt. Professor Bárdossy stellte hier den aktuellen Stand der Forschung und verschiedene Strategien zum Umgang mit dieser Unsicherheit vor. Es wird erwartet, dass in Mitteleuropa die Häufigkeit und Intensität von Starkregenereignissen und damit auch Hochwasser zunehmen.

Im letzten Teil des Kolloquiums ging es um die Zukunft der Erforschung komplexer hydrologischer Systeme. Exemplarisch sei hier die weite Verbreitung von digitalen Wetterstationen im Amateurbereich genannt. Diese sind als Datensatz für absolute Niederschlagsmessungen nicht genau genug, für relative Messungen jedoch zeigen sie Potential.

Nach dem Kolloquium wurde seitens des Instituts Bauingenieurwesen, welche den Referenten eingeladen hatten, ein Apero ausgerichtet, bei dem das Publikum noch angeregt über die vorgestellten Themen diskutierte. Wir möchten uns recht herzlich bei András Bárdossy für den spannenden Vortrag über die Komplexität der Niederschlagsmodellierung bedanken. Die Aufzeichnung des Kolloquiums finden Sie hier: