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epa02731580 Flood waters of the Mississippi River threaten a large oil refinery complex in Baton Rouge, Louisiana, USA, 13 May 2011. Thousands of residents who live along or near the river from Illinois, Missouri, Tennessee, Arkansas, Mississippi and Louisiana have been forced to evacuate and thousands of acres of prime farmland has been covered by the record-setting rising waters.  EPA/CHRIS TODD

Mississippi-Hochwasser 2011: Eine Ölraffinerie steht unter Wasser. Mit Messungen des lokalen Schwerkraftfeldes via Satellit hoffen Forscher, Überschwemmungen Monate im Voraus vorhersagen zu können. Bild: EPA

Mit Satellitendaten

Forscher prognostizieren Hochwasser Monate im Voraus

Wann treten Flüsse über ihre Ufer? Eine neue Methode warnt schon sechs bis elf Monate im Voraus vor drohenden Überschwemmungen. Sie beruht auf Messungen der Schwerkraft - durchgeführt von Satelliten. 

08.07.14, 16:01

Ein Artikel von

Hochwassergefahren mehrere Monate im Voraus erkennen - das könnte ein Verfahren ermöglichen, das US-Wissenschaftler entwickelt haben. John Reager und seine Kollegen von der University of California in Irvine verwenden Satellitenmessungen der regionalen Schwerkraft, um die Gesamtfeuchtigkeit im Einzugsgebiet von Flüssen zu ermitteln. Ihre Berechnungen zum Jahrhunderthochwasser des Missouri im Jahr 2011 legen sie im Fachmagazin «Nature Geoscience» dar. 

«Die Bedeutung des gesamten gespeicherten Wassers - einschliesslich Schnee, Oberflächenwasser, Bodenfeuchtigkeit und Grundwasser - für die Neigung einer Region zu Hochwasser ist nicht so klar», schreiben die Hydrologen, nicht zuletzt, weil solche umfassenden Beobachtungen selten verfügbar seien. Reager und sein Team gewannen entsprechende Daten aus Schwerkraftmessungen des Nasa-Satelliten-Duos «Grace». Ein Zusammenhang zwischen der Wassermenge im Boden und dem gemessenen Gravitationswert sei bereits in früheren Studien nachgewiesen worden. 

Reager und Kollegen testeten die Aussagekraft von Schneemengen, Bodenfeuchtigkeit und den Satellitendaten in einem statistischen Modell. Ziel war die Voraussage eines Pegelstands, der höher lag als 99 Prozent aller Pegelstände des Missouri seit 1980. Die Auswertung von Daten aus fast zwei Jahren zeigt, dass der nur aus den Satellitendaten berechnete Wert bereits fünf Monate vor dem Missouri-Hochwasser über einem kritischen Grenzwert gelegen habe. Die Methode könne die Hochwassergefahr also frühzeitig anzeigen. 

Die Hydrologen sind zuversichtlich, dass ihr Modell sogar ein noch grösseres Vorhersagepotenzial besitzt. Bereits sechs bis elf Monate vor dem Hochwasser hätten die Berechnungen aus den Satellitendaten Pegelstände prognostiziert, die nur knapp unter dem kritischen Grenzwert gelegen hätten. 

Präzise Vorhersage mit Ausnahmen 

Allerdings sei ihr Verfahren nicht für alle Flusssysteme geeignet, räumen die Forscher ein. Bei der Untersuchung von Daten zu einem Hochwasser des Columbia River ebenfalls im Jahr 2011 habe ihr Verfahren nur ein bis zwei Monate früher als die Messwerte der Schneemengen und der Bodenfeuchtigkeit die hohen Pegelstände vorhergesagt. 

Reissender Missouri (2011): Das Verfahren sei nicht für alle Flusssysteme geeignet, räumen die Forscher ein.  Bild: AP BISMARCK TRIBUNE

Ohne Bedeutung seien die Satellitendaten beim Hochwasser des Indus in Pakistan 2010 gewesen. Damals brachten mehrere Stürme Regenmengen von 250 Millimetern pro Quadratmeter in 24 Stunden. Bei solchen schnell entstehenden Fluten, die wenig mit Schneeschmelze oder Grundwasser zu tun haben, könne ihr Verfahren die Vorhersage nicht verbessern, schreiben die Wissenschaftler. 

Das Satellitenpaar «Grace» war 2002 gestartet. Seine Schwerkraftmessungen hatten nützliche Informationen geliefert: Beispielsweise gelang es Forschern anhand der Daten, die Grundwassermenge auf den Kontinenten zu berechnen. Außerdem zeigten die Daten, dass die Ozeane immer mehr Wasser enthielten - ein Hinweis dafür, dass Eismassen schmelzen. 

Der 2009 gestartete Satellit «Goce» liefert noch genauere Informationen, weil er in einer geringeren Höhe von nur 255 Kilometer seine Bahnen zieht - kein anderer Satellit fliegt so niedrig. Aufgehängte Platinklötze im Satelliten reagieren auf Änderungen der Schwerkraft extrem genau. Mit seinen Daten lassen sich sogar Ozeanströmungen auf wenige Zentimeter genau bestimmen. Die Strömungen heben sich deutlich von der normalen Schwerkraftkarte ab. So entsteht ein präzises Bild der Wasser-Förderbänder in den Meeren. (hda/dpa)



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Yanik Freudiger, 23.2.2017
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