För att bättre kunna uppskatta översvämningsrisker, riskkartor bör också beakta historiska data. Detta rekommenderas av forskare från CEDIM—Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT). CEDIM har nu presenterat sin första rapport om översvämningskatastrofen i Rheinland-Pfalz och Nordrhein-Westfalen. När det gäller klimatförändringens roll, kombinationen av mer vatten tillgängligt i atmosfären och ökande varaktighet av allmänna vädersituationer är förknippad med en ökande sannolikhet för extrema nederbördshändelser.

Förra veckans översvämningskatastrof i Tyskland orsakade mer än 170 dödsfall (status:21 juli, 2021). Fortfarande, en hel del människor saknas. Skador på byggnader och infrastrukturanläggningar kan endast uppskattas grovt. Det kommer att uppgå till tvåsiffriga miljarder, inklusive minst 2 miljarder euro för transportinfrastrukturen. Under tiden, det tyska försäkringsförbundet har uppskattat den försäkrade förlusten till att variera från fyra till fem miljarder euro endast i Rheinland-Pfalz och Nordrhein-Westfalen. Hur kom det sig till översvämningarna som främst drabbade Rheinland-Pfalz och Nordrhein-Westfalen? Hur kan översvämningsrisker – särskilt sällsynta och extrema händelser – uppskattas bättre i förväg? Dessa frågor studerades av Forensic Disaster Analysis (FDA) Group av CEDIM som presenterade en första rapport.

Forskarna förklarar att enorma nederbördsvolymer gjorde att Ahr-flodens nivå (vid Altenahr) klart översteg det tidigare rekordet från 2016 (3,71 m, flödeshastighet:236 m ³ /s). Som ett resultat av översvämningen, mätstationen, dock, gick sönder vid en vattennivå på 5,05 m (flödeshastighet:332 m ³ /s). Från modellberäkningar, den statliga miljömyndigheten i Rheinland-Pfalz beräknade en flodnivå på upp till sju meter under katastrofnatten. Utifrån detta, experter uppskattade en flödeshastighet som varierade mellan 400 och 700 m ³ /s.

Flera faktorer orsakade den extremt höga nederbörden

Ur ett meteorologiskt perspektiv, flera faktorer orsakade den extremt höga nederbörden. "Inom 48 timmar, Nederbördsmängden i delar av Nordrhein-Westfalen och Rheinland-Pfalz översteg den totala nederbördsvolymen som vanligtvis förekommer under juli månad. Det mesta av nederbörden föll till och med inom cirka tio timmar, " CEDIMs talesperson professor Michael Kunz rapporterar. Dessutom, den strukturerade terrängen i de drabbade regionerna, i synnerhet i distriktet Ahrweiler, med sina djupa floddalar ökat ytflöde. Denna situation förvärrades av det faktum att jorden redan hade mättats av höga nederbördsvolymer de föregående dagarna.

För att uppskatta de översvämmade områdena i de hårdast drabbade distrikten Ahrweiler och Rhein-Erft, forskargruppen kombinerade satellitdata med flygfoton av (amatör)drönare och helikoptrar och foton publicerade i sociala medier. Enligt uppskattningar, ca 19, 000 byggnader med ett totalt värde av cirka nio miljarder euro finns i de översvämmade områdena. Använda empiriska data från tidigare översvämningskatastrofer (skador på infrastruktur, skador på grund av naturliga faror, och andra skador), forskarna uppskattade den totala skadan till mellan 11 och 24 miljarder euro (första CEDIM-uppskattning:21 juli, 2021). Dock, det måste anses att de översvämmade områdena endast utgör en del av den totala ytan som påverkas.

Mer vatten i atmosfären och ökande varaktighet av allmänna vädersituationer gör att risken ökar

Enligt KIT:s forskare, det är omöjligt att exakt bekräfta eller helt förneka att en enskild extrem händelse eller sekvensen av flera extremer orsakas av klimatförändringar, i synnerhet när dessa händelser äger rum på korta tidsmässiga och rumsliga skalor som är starkt påverkade av lokala faktorer. När det gäller storskaliga processer i atmosfären som leder till extrema händelser, dock, det kan konstateras att mer vatten i atmosfären på grund av den ökande temperaturen i kombination med en ökande varaktighet av allmänna vädersituationer med en jetström som tenderar att flytta sig norrut ger en hög riskpotential. "Eftersom dessa tre faktorer förväntas följa positiva trender i framtiden, sannolikheten för extrema nederbördshändelser kommer att öka, " förklarar Kunz.

Stora översvämningar i Ahr-dalen 1804 och 1910

"1804 och 1910, två stora översvämningar inträffade i Ahr-dalen. Jämförelse av aktuella data med historiska registreringar leder till antagandet att årets värden är mindre än 1804, säger biträdande CEDIM-talesperson Dr. James Daniell. För floden 1804, flödeshastigheten uppskattades till cirka 1100 m ³ /s av Bonn University. Ur hydrologisk synvinkel, årets översvämning kan ha haft liknande dimensioner som 1910 med en flödeshastighet på 500 m ³ /s. "Nuvarande översvämningskartor för Ahrdalen är baserade på flödesdata uppmätt efter 1947. Sedan dess har homogena mätserier har funnits tillgängliga. Båda historiska händelserna beaktas inte vid uppskattning av risken, "Dr Andreas Schäfer, rapportens första författare, säger. Referensflödet som används för översvämningsskyddsåtgärder i floden Ahr uppgår för närvarande till 241 m ³ /s.

FDA Group of CEDIM rekommenderar brådskande att överväga historiska data, även från tiden före start av kontinuerliga mätningar, vid generering av översvämningsriskkartor. Detta kommer att möjliggöra en bättre uppskattning av översvämningsrisker, de säger. "När man analyserar och tolkar data, dock, Det måste noteras att både infrastruktur och översvämningsskydd har förändrats under de senaste åren. Mätningar kan knappast jämföras direkt och vi ska inte fokusera så mycket på vattennivåer, Daniell säger. "Vattennivåerna från 1804 och 1910 kan användas som indirekta indikatorer för att identifiera översvämningsår. Flödeshastigheter mätt som en funktion av tid och nederbörd är viktigare för tolkningen. I slutet, båda historiska parametrarna – vattennivå och flödeshastighet – bör beaktas när man sätter upp riskkartor."