„Wir müssen zu viel und zu wenig Wasser zusammendenken“

Wo hat die Forschung in den vergangenen Jahren Fortschritte gemacht und wo bleiben die Unsicherheiten groß?

Peter Knippertz: Große, lang anhaltende Starkregenereignisse können wir heute in ihrer Entstehung besser einordnen. Nehmen wir die Ahr-Flut: Die Meere rund um Europa, vor allem Mittelmeer und Ostsee, waren damals sehr warm. Dadurch konnte viel Feuchtigkeit in die Luft gelangen. Ein Tiefdruckgebiet führte diese feuchte Luft dann gegen die Mittelgebirge, wo sie gehoben wurde und enorme Niederschlagsmengen auslöste. Solche Ausgangsbedingungen dürften künftig häufiger auftreten, weil hohe Meeresoberflächentemperaturen wahrscheinlicher werden. Bei kleinräumigen Starkregenereignissen bleiben die Unsicherheiten dagegen groß. Solche Gewitter sind sehr dynamisch, setzen viel Energie frei und verändern sich schnell in Raum und Zeit. Das können wir noch nicht immer gut genug beobachten.

Herr Kunstmann, was passiert auf der anderen Seite der Wasserextreme: Wann wird anhaltender Trockenheit zu einem hydrologischen Problem?

Harald Kunstmann: Zunächst fehlt über längere Zeit Niederschlag. Hydrologisch wird es, wenn auch Bodenfeuchte, Grundwasser, Seen und Flüsse deutlich unter dem Normalzustand liegen. Dabei spielt nicht nur der fehlende Regen eine Rolle, sondern auch die Temperatur. Wärme erhöht die Verdunstung und das entzieht Grundwasser, Böden und Gewässern zusätzlich Wasser. Wenn dann auch Bewässerung oder andere Steuerungsmaßnahmen nicht mehr ausreichen, kann daraus eine landwirtschaftliche Dürre werden, die sich auf die Erträge auswirkt. Wichtig ist außerdem: Die Systeme reagieren unterschiedlich schnell. Flüsse und oberflächennahe Speicher können sich nach Regen relativ rasch verändern. Grundwasser ist dagegen ein träges System. Wenn es einmal tief steht, kann es Monate, Jahre oder noch länger dauern, bis es sich wieder erholt.

Im Projekt HydroExtremes geht es um die gesamte Kette von Wetter, Wasserhaushalt und Wirkung. Wo ist diese Prozesskette heute noch besonders unsicher?

Peter Knippertz: Wie schon gesagt, bleibt auf meteorologischer Seite die genaue Vorhersage von Gewittern, die Sturzfluten auslösen können, eine große Herausforderung. Dabei geht es nicht nur darum, ob sie möglich sind, sondern auch darum, wann und wo sie tatsächlich auftreten und wie heftig sie werden. Der Deutsche Wetterdienst arbeitet dafür mit Ensemblevorhersagen, das sind mehrere Modellläufe, die unterschiedliche Entwicklungen durchspielen. Doch diese Ensembles bilden die tatsächliche Unsicherheit noch nicht immer ausreichend ab. Manchmal liegt das, was am Ende passiert, außerhalb der berechneten Möglichkeiten. Um hier besser zu werden, brauchen wir genauere Beobachtungen auf kleinen Skalen, etwa von Luftströmungen, die Gewitter auslösen oder verstärken können.

Harald Kunstmann: Die Vorhersage hört aber nicht beim Niederschlag auf. Entscheidend ist, die gesamte Prozesskette besser zu verbinden: vom Niederschlagstropfen in der Atmosphäre bis zu dem Wasserstand, der am Ende in einem Straßenzug, auf einem Parkplatz oder in einer Tiefgarage entsteht. Auf einzelnen Abschnitten werden wir besser. Aber die Teilstücke müssen noch stärker wie Kettenglieder verbunden werden. Dazu gehören Meteorologie, Hydrologie und Hydraulik, also die Übersetzung in konkrete Wasserstände und Überflutungsflächen. Genau dort liegen noch große Unsicherheiten.