Das Gewitterpotenzial in der Atmosphäre steigt – ebenso wie die Zahl der schweren Unwetter. Die jährlichen Schäden durch Hagelstürme an Gebäuden in Baden-Württemberg liegen bei über 30 Millionen Euro – das sind rund 25 Prozent aller durch Naturereignisse bedingten Gebäudeschäden. Am stärksten ge-fährdet ist die Region Stuttgart. Das haben Wissenschaftlerin-nen und Wissenschaftler des Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) im Projekt HARIS-CC (HAil RISk in a Changing Climate) herausgefunden.
Das Schadenpotenzial einzelner schwerer Gewitterstürme kann da-bei ein Vielfaches des jährlichen Durchschnitts betragen: So verur-sachte ein kräftiger Hagelsturm im Juni 2006 in Villingen-Schwenningen und Trossingen Gebäudeschäden in Höhe von rund 200 Millionen Euro. Und nach dem bisher teuersten Hagelunwetter in Deutschland, im Juli 1984 in München, stand ein gesamter volkswirt-schaftlicher Schaden in Höhe von 1,5 Milliarden Euro zu Buche.
Um die derzeitige und zukünftige Gefährdung durch Hagelstürme besser abschätzen zu können, entwickeln die KIT-Forscher neue Methoden, bei denen Radar- und Versicherungsdaten kombiniert ausgewertet werden: „Eine solche Gefährdungsabschätzung ist es-senziell für Wetterwarnungen, für Präventionsmaßnahmen und für das Katastrophenmanagement“, erklärt der Leiter des Projekts, Dr. Michael Kunz vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) und vom CEDIM. Außerdem liefern die Ergebnisse erste Hin-weise auf einen Zusammenhang zwischen Hagelereignissen und dem vom Menschen verursachten Klimawandel: In den vergangenen Jahrzehnten hat nicht nur die bodennahe Temperatur, sondern auch die bodennahe Luftfeuchte in Südwestdeutschland erheblich zuge-nommen. In höheren Atmosphärenschichten, ab etwa 1,5 Kilome-tern, ist hingegen keine Temperatur- und Feuchtezunahme zu beo-bachten. Das hat zur Folge, dass in der Atmosphäre der Energiege-halt für Konvektion - Aufwinde bei einer instabilen Verteilung zum Beispiel von Temperatur oder Feuchtigkeit - steigt. „Damit nimmt aber auch das Potential in der Atmosphäre für die Bildung von Ge-witterstürmen zu“, erklärt Kunz. Und tatsächlich treten gerade im südwestdeutschen Raum Gewitter und Hagel häufiger und intensiver auf.
Indem sie Schadendaten der SV-Sparkassenversicherung mit Mess-daten des am IMK betriebenen Niederschlagsradars verknüpften, fanden die Wissenschaftler heraus, welche Hagelzüge zwischen 1997 und 2007 in weiten Teilen Baden-Württembergs die größten Schäden verursacht haben. Radardaten böten den großen Vorteil, dass sie räumlich und zeitlich sehr hoch aufgelöst sind, so Kunz, „aus dem Signal, das aus einer Höhe von einem bis vier Kilometern empfangen wird, kann aber nicht direkt auf Hagel am Boden ge-schlossen werden“. Versicherungsdaten wiederum zeigten die direk-ten Auswirkungen von Hagel. Die Werte beziehen sich aber nur auf Postleitzahlengebiete und einen Tag, außerdem berücksichtigen sie nur besiedelte Gebiete. In der Kombination wollen die Wissenschaft-ler die Vorteile beider Datensätze nutzen. Sie teilen Baden-Württemberg in Gitterzellen mit einer Größe von zehn Kilometern ein und berechnen mit Hilfe statistischer Methoden, in welchen zeitlichen Abständen sich Unwetter einer bestimmten Stärke ereignen. Am stärksten gefährdet ist demzufolge die Region um Stuttgart, während im Rheintal, über dem Schwarzwald und der Schwäbischen Alb Ha-gel selten auftritt. „Der Grund dafür sind orografische Einflüsse“, erklärt Kunz: Bestimmte Geländeformen lenkten die Windströmung so ab, dass sich atmosphärische Störungen verstärkten.
Konventionelle Beobachtungssysteme wie einfache Messstationen am Boden sind nicht in der Lage, Gewitterstürme und damit verbun-denen Extremereignisse wie Hagel, Sturmböen oder gar Tornados vollständig zu erfassen. „Das liegt an deren lokal begrenzten Aus-dehnungen“, erklärt Kunz. Um so wichtiger sind Messwerte zur Kon-vektion, die bodennahe Temperatur und Feuchte berücksichtigen. Sie weisen laut Kunz für den Zeitraum von 1974 bis 2003 einen kla-ren Trend auf: Das Gewitterpotenzial hat zugenommen. Das spiegelt sich in der jährlichen Anzahl schwerer Hagelunwetter wider, die in einem ähnlichen Zeitraum ebenfalls deutlich zugenommen hat. Ein Beleg: Lag die Zahl der Tage, die mit Hagelschäden verbunden wa-ren, 1986 noch bei fünf, stieg sie bis 2004 auf 34 Tage an.
Wie sich das Gewitter- und Hagelpotenzial in der Zukunft entwickeln wird, wollen die am Projekt HARIS-CC beteiligten Wissenschaftler aus Klimarechnungen bestimmen. Dabei übertragen sie die entwi-ckelten Methoden auf Simulationen verschiedener hochaufgelöster regionaler Klimamodelle, wie sie derzeit auch am IMK erarbeitet werden.
Das Center for Disaster Management and Risk Reduction Technolo-gy (CEDIM) der Universität Karlsruhe (TH), des Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum – GFZ und des For-schungszentrums Karlsruhe (FZK) ist ein interdisziplinäres For-schungszentrum im Bereich des Katastrophenmanagements. Es soll helfen, natürliche und anthropogene Risiken besser zu verstehen, früher zu erkennen und die Folgen von Katastrophen besser zu be-herrschen. In den einzelnen Projekten arbeiten über 30 Wissen-schaftler aus mehr als 15 Instituten dieser Einrichtungen.
Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 10 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 800 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.