Gönnert, G., Graßl, H., Kelletat, D., Kunz, H., Probst, B., von Storch, H ...

GÖNNERT, G./ GRASSL, H./ KELLETAT, D./ KUNZ, H. / PROBST, B./ VON STORCH, H. / SÜNDERMANN, J.
"Klimaänderung und Küstenschutz"
Der Sturmflut- bzw. Hochwasserschutz hat in solchen Gebieten eine existenzielle Bedeutung. Bei
allen Hochwasserschutzmaßnahmen muss deutlich gemacht werden, dass das Wort „Schutz“ irreführend
sein kann, da es keinen 100%-igen Schutz geben kann. Bei allen Betrachtungen und Maßnahmen
bleibt ein Restrisiko, welches es zu quantifizieren und entsprechend der Nutzung des Gebietes zu minimieren
gilt.
Zur Quantifizierung dieses Risikos ist die Kenntnis von Überschreitungswahrscheinlichkeiten von
Sturmfluten von entscheidender Bedeutung. Die Verfahren zur Bestimmung dieser Wahrscheinlichkeiten
stammen aus dem Bereich der mathematischen Statistik und Stochastik. Mit Hilfe dieser Verfahren
kann aus den vorhanden Zeitreihen auf die Überschreitungswahrscheinlichkeit von Sturmfluten geschlossen
werden. Diese Verfahren haben jedoch Grenzen, so lässt sich z.B. ein Wasserstand mit einer
Überschreitungswahrscheinlichkeit von PÜ = 0,001 nicht ohne weitere Informationen aus einer Zeitreihe
von 100 Jahren statistisch sicher schätzen.
Die verwendeten mathematischen und hydrologischen Verteilungsfunktionen haben im Bereich der
sehr seltenen Ereignisse keine Stützstellen mehr und somit kommt es je nach verwendeter Funktion zu
erheblichen Streuungen und damit höchst unsicheren Aussagen über die Höhe sehr seltener Sturmfluten.
Eine Verbesserung kann erreicht werden, wenn neben den rein mathematischen Ansätzen physikalisch
begründete Informationen oder Annahmen im Bereich diese seltenen Ereignisse zur Verfügung
stehen würden.
Eine solche Vorgehensweise wird auch in DVWK (1999) empfohlen: „[...] Eine andere Lösungsmöglichkeit
bestände darin, Verteilungsfunktionen zu verwenden, denen physikalische Annahmen zugrunde
liegen. Die aktuellen Forschungen in diesem Bereich sind vielversprechend, aber derzeit noch nicht
anwendungsreif.[...]“
Um diese Fragen näher zu untersuchen und Aussagen über sehr seltene Sturmfluten (PÜ < 0,001) ableiten
zu können, wurde 2002 das dreijährige Forschungsvorhaben „Modellgestützte Untersuchungen
zu Sturmfluten mit sehr geringen Eintrittswahrscheinlichkeiten (MUSE)“ genehmigt. Das Forschungsvorhaben
wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (bmbf) finanziert und durch das
Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI) fachlich begleited.
2 Ziel und Organisation des Forschungsvorhabens MUSE
Das Forschungsvorhaben MUSE ist ein Kooperationsprojekt zwischen der Forschungsstelle Wasserwirtschaft
und Umwelt (fwu) an der Universität Siegen, dem Deutschen Wetterdienst (DWD, Offenbach)
und dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH, Hamburg). Das Untersuchungsgebiet
ist die Nordsee und speziell die Deutsche Bucht.
Zur Erreichung des Ziels wurde eine Aufgabenteilung der Kooperationspartner vorgenommen, die sich
im wesentlichen wie folgt gliedert:
Deutscher Wetterdienst (DWD)
Der DWD berechnet mit numerischen Vorhersagemodellen physikalisch mögliche Wetter- bzw.
Windsituationen, die zu außergewöhnlichen Sturmfluten führen können. Hier ist wichtig zu beachten,
dass alle Berechnungsergebnisse physikalisch konsistent sind, d.h. es sind keine speziell
konstruierten Wettersituationen, sondern es sind Wettersituationen, die auf realistischen Wetterausgangssituationen
basieren und von den herkömmlichen Vorhersagemodellen berechnet werden
und somit, wenn auch mit geringer Wahrscheinlichkeit, tatsächlich eintreten können.
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