Starkregen und Hochwasser im Mittelmeerraum

Aus Klimawandel
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Anzahl der Todesopfert durch Flutkatastrophen in mediterranen EU-Ländern 1980-2023

Niederschläge im Mittelmeerraum

Der Mittelmeerraum gilt als Hotspot des Klimawandels. Dabei wird vor allem an Hitzewellen und Dürren gedacht.[1] So zeigen Untersuchungen über die Verschiebung der Klimazonen durch den menschengemachten Klimawandel, dass die Region zunehmend unter den Einfluss des trockenen subtropischen Klimas gerät.[2] Dennoch kommt es in verschiedenen Gebieten immer wieder auch zu extremen Niederschlags- und Hochwasserereignissen, wie im Oktober 2024 die Überflutungen mit weit über 200 Toten im Raum Valencia im Osten Spaniens[3] und ein Jahr zuvor die gewaltigen Überflutungen mit 10.000 bis 20.000 Opfern in Libyen gezeigt haben.[4]

Abb. 1: Regionale Niederschlagsänderungen in mm/Tag 1980-2018
Abb. 2: Niederschlag in mm pro Tag 1979-2023 in SW-Europa

Die Jahresmittelwerte der Niederschläge im Mittelmeerraum weisen über längere Zeiträume keine eindeutigen Trends auf. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts ergeben sich leichte Rückgänge, seit 1980 dagegen regional unterschiedliche Entwicklungen (Abb. 1). Die mittleren jährlichen Niederschläge z.B. des nordwestlichen Mittelmeerraumes (SW-Europa) haben sich in den letzten vier Jahrzehnten kaum verändert (Abb. 2),[5] in Italien sind sie dagegen deutlich zurückgegangen.[6] Die ausgeprägten natürlichen Schwankungen über Dekaden lassen einen Einfluss durch die Emission von Treibhausgasen kaum erkennen. Klimamodellrechnungen zeigen dagegen einen deutlichen Rückgang der Niederschläge bis zum Ende des 21. Jahrhunderts.[6]

Starkregen und ihre Entstehung

Extreme Starkregenereignisse mit 800 mm Niederschlag an einem Tag mit bis zu 1000 Toten und damit verbundenen Überflutungen sind die gefährlichsten meteorologischen Katastrophen, die die Mittelmeerländer in Hinsicht auf Todesfälle und Sachschäden betreffen.[7] Sie treten oft im Herbst auf, wenn das noch warme Mittelmeer als Wärme- und Feuchtigkeitsquelle fungiert und die wasserdampfgesättigten Luftmassen durch starke Winde Richtung Land getrieben werden und sich an den Hängen der Küstenregionen abregnen. Dabei spielen neben der topographischen Anhebung auch thermische Konvektion und das Zusammentreffen mit kühleren Höhentiefs und Kaltlufttropfen[8] (Cut-Off lows) in der mittleren und oberen Troposphäre eine wichtige Rolle.[9] Auch kalte Luft am Boden (sog. cold pools), die z.B. über dem Mittelmeer durch Verdunstung von Niederschlag entsteht, kommt als Ursache von Abkühlung beim Zusammentreffen (Konvergenz) mit warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage.[10]

In den vielen Fällen sind konvektive Systeme, d.h. aufsteigende Luftmassen, für den starken Niederschlag verantwortlich, wenn die Luft genügend erwärmt und mit Wasserdampf gesättigt ist. Sie speisen sich größtenteils aus warm-feuchten Luftmassen, die über das Mittelmeer von Süden nach Norden ziehen und dort auf kühlere Luft oder Gebirgshänge stoßen. Außer der Konvektion spielt aber auch die Advektion, der horizontal Transport, z.B. von atlantischen Störungen, insbesondere für die Iberische Halbinsel eine Rolle.[11] Traditionell werden als Quellen für den Wasserdampf der Tiefdruckzellen die starke Erwärmung des Mittelmeers, das im Spätsommer Temperaturen von bis zu 30 °C erreichen kann, und die daraus folgende Verdunstung gesehen. Untersuchungen von 160 extremen Starkregenereignissen im westlichen und zentralen Mittelmeerrum über den Zeitraum 1980-2015 zeigen, dass das ein zu einfaches Bild ist.[7]

Abb. 3: Herkunft und Zugbahnen feuchter Luftmassen, die zu den katastrophalen Niederschlägen in der südfranzösischen Provinz Var am 15. Juni 2020 beigetragen haben.

Das Mittelmeer ist nach Insua-Costa (2022)[7] mit 35% die wichtigste Wasserdampfquelle für Starkregenereignisse in der Region; andere Autoren geben 40% an.[10][9] Die Luftfeuchtigkeit stammt vor allem dann aus dem Mittelmeer, wenn 3-4 Tage vor dem Extremereignis Hochdruckwetter herrscht und die Verdunstung antreibt.[10] Nach dem Mittelmeer als Wasserdampfquelle folgt der Nordatlantik mit 25%. Und an dritter Stelle folgen mit 10% die Landgebiete um das Mittelmeer herum, einschließlich des europäischen Kontinents, sowie an vierter Stelle der tropische Atlantik mit ebenfalls rund 10%. Weitere Feuchtigkeitsquellen für die Niederschläge können 1000 und mehr km jenseits der Mittelmeerregion liegen, bis hin zum Pazifik. Die atlantischen Tiefdruckgebiete erreichen den Mittelmeerraum von Westen bzw. Südwesten. Vielfach gelangen die Tiefs auch über das Innere des afrikanischen Kontinents in die mediterrane Region, wobei die feuchte Luft teilweise auch aus dem Südatlantik oder sogar Südamerika stammen kann (Abb. 3).[7] Bei dem Transport von feuchter Luft aus entfernten Regionen wie etwa den Tropen spielen, wie in jüngster Zeit festgestellt wurde, atmosphärische Flüsse eine wichtige Rolle. Dabei handelt es sich um relativ schmale feuchtegesättigte Luftströmungen in 1 bis 2,5 km Höhe mit einer Breite von etwa 500 km und einer Länge von rund 2000 km, die auch als "Wasserdampfförderbänder" bezeichnet werden und sich von den Tropen und Subtropen bis in mittlere Breiten bewegen können.[12]

Abb. 4: Monatliche Anzahl der untersuchten Extremereignisse und Anteil der Herkunftsgebiete feuchter Luftmassen im westlichen Mittelmeerraum

Abb. 4 zeigt, dass die Bedeutung der einzelnen Herkunftsgebiete von Luftmassen mit hohem Wasserdampfgehalt je nach Jahreszeit wechselt. Im Herbst dominiert das Mittelmeer als Quelle, im Winter der Atlantik und im Sommer die Landmassen im Umkreis des Mittelmeeres. Deutlich wird an Abb. 4 auch, dass die von Insua-Costa (2022) ausgewählten 160 extremen Starkregenereignisse sich massiv auf den Herbst konzentrieren.[7]

Die Erforschung der regionalen Quellen des Wasserdampfs der mediterranen Starkniederschläge und ihrer Transportbahnen hat nicht nur wissenschaftliche, sondern auch eine erhebliche paktische Bedeutung. Sie ermöglicht eine bessere Vorhersage von Extremereignissen und kann damit nicht zuletzt Menschenleben retten.[13]

Starkregen und Hochwasser auf der Iberischen Halbinsel

Atmosphärische Flüsse und Kaltlufttropfen

In Spanien leben 2 Millionen Menschen an Orten mit einem hohen Überschwemmungsrisiko. Zwischen 2000 und 2020 verursachten Hochwasser 215 Todesfälle, vor allem in den mediterranen Küstenregionen. In der Region Valencia, die trotz geringer Jahresniederschläge zu den gefährdetsten Gebieten durch Hochwasser gehört, leben 600.000 Menschen in Gefahrengebieten durch Überflutungen, davon 30.000 in Gebieten mit einem hohen Risiko.[14]

Abb. 5: Kaltlufttropfen über der westlichen Iberischen Halbinsel (blaue Ellipse), der zusammen mit einer südwestlichen Bodenströmung (hellblaue Pfeile) extreme Niederschläge über der Region Valencia (grünes Quadrat) produziert hat. Die Farbflächen geben die Windgeschwindigkeit in m/sec an, die schwarzen Konturen die geopotentielle Höhe von 200 hPa in m.
Abb. 6: Küstenlandschaft um die Stadt Oliva in der Provinz Valencia: Küstengebirge zwingen feuchtwarme maritime Luft zum Aufsteigen und Abregnen.

Die Iberische Halbinsel liegt zwischen der feuchten nordatlantischen Region und dem trockensten Gebiet des subtropischen Hochdruckgürtels. Die einzelnen Regionen der Iberischen Halbinsel werden daher zu verschiedenen Jahreszeiten sowohl von den feuchten atlantischen Fronten als auch von der trockenen Luft aus der Sahara, die auf dem Weg über das Mittelmeer aber oft viel Wasserdampf aufnimmt, beeinflusst, was zu großen regionalen Unterschieden führt. Der mittlere jährliche Niederschlag für Spanien beträgt 628 mm, bei allerdings erheblichen Unterschieden zwischen den Regionen. So erreichen beispielsweise am Cabo de Gata (Almeria, Südostspanien) die Niederschlagsmengen kaum 150 mm/Jahr, in Alicante 420 mm/Jahr und in Valencia kaum 500 mm/Jahr, während sie in der Stadt Rois (La Coruña, Nordostspanien) durchschnittlich 2959 mm/Jahr beträgt. Die niedrigen Werte im Osten und Südosten Spaniens sind sowohl durch den Einfluss der warmen und trockenen Luft aus der Sahara bedingt als auch durch die Hochlandgebiete und Gebirgszüge im Innern des Landes und das Azorenhoch, die die mediterrane Küstenzone vor den atlantischen Tiefdruckzellen abschirmen.[15]

Abb. 7: Atmosphärischer Fluss von der Karibik zur Iberischen Halbinsel am 5.1.2001. Farbschattierung: Wasserdampfgehalt in kg/m2.

In den letzten Jahrzehnten kam es trotz der geringen Jahresmittelwerte in den ostspanischen Regionen während einiger Starkregenereignisse zu den höchsten Niederschlägen in Europa. So wurden beispielsweise in nur einer Stunde am 19. Oktober 2018 in Vinarós (Castellón) 159 mm und am 23. September 2008 in Sueca (Valencia) 144,4 mm gemessen. Normalerweise treten derartige Niederschläge im Herbst (September bis November) auf, wenn die ersten Kaltfronten die Iberische Halbinsel vom nördlichen Atlantik her erreichen und das Mittelmeer noch aufgrund der Erwärmung im Sommer hohe Temperaturen aufweist.[15] Untersuchungen von rund 900 Starkregenereignissen (>150 mm/h) zwischen 1950 und 2020 zeigen, dass das Aufeinandertreffen von Kaltluftzellen in der Höhe (Cut-Off Lows), die sich von planetaren Wellen abgelöst haben, und warm-feuchten Luftmassen aus östlichen und besonders südöstlichen Richtungen in tieferen atmosphärischen Schichten die entscheidenden Faktoren für heftige Niederschläge in der mediterranen Küstenregion Spaniens waren.[16]

Die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer wird dabei durch thermische Konvektion und Küstengebirge zum Aufsteigen gebracht und trifft in der mittleren und oberen Troposphäre auf die bis zu -30 °C kalten Tiefdruckzellen, was in kurzer Zeit zu Niederschlägen führen kann, die einem Jahresniederschlag entsprechen. In den flachen Küstenregionen ereignen sich in solchen Fällen regelmäßig starke Überschwemmungen, die Schäden an Infrastrukturen, Industrieanlagen und Gebäuden verursachen und auch zu zahlreichen Todesfällen geführt haben.[15] In der westlichen Iberischen Halbinsel kommt es zu Starkregenereignissen meistens durch zonale Strömungen wie Atmosphärische Flüsse.[17]

Die Änderung von Starkniederschlägen an der spanischen Mittelmeerküste hängt nach Miro et al. (2022)[16] u.a. mit der durch den Klimawandel bedingten Abnahme des Temperaturgegensatzes zwischen den polaren und mittleren Breiten zusammen. Die Folge ist ein langsamerer Polarjet, der dadurch mehr planetare Wellen ausbildet, die wiederum länger anhaltende gegensätzliche Wetterlagen zur Folge haben. Eine weitere Folge ist die Ablösung von Tiefdruckzellen bzw. Kaltlufttropfen in der höheren Troposphäre der mittleren Breiten mit einem Schwerpunkt über der westlichen Mittelmeerregion. Die Bildung solcher kalten Tiefdruckzellen soll in jüngster Zeit um 20% zugenommen haben. Modellstudien projizieren in diesem Zusammenhang für die nächsten Jahrzehnte in den mediterranen Küstengebieten Spaniens trotz einer Reduktion der jährlichen Niederschläge um 20-40% eine weitere Zunahme der Starkniederschläge.[16] Starkniederschläge, an deren Entstehung Kaltlufttropfen beteiligt sind, könnten bis zum Ende des Jahrhunderts im nordöstlichen Spanien sogar um 61% zunehmen.[18]

Einzelne Ereignisse

Valencia 2024

Am 29. und 30. Oktober 2024 kam es in der Region Valencia zu extrem starken Niederschlägen sowie verheerenden Überschwemmungen und Sturzfluten. Der Katastrophe fielen mindestens 200 Menschen zum Opfer. Vielerorts fielen mehr als 300 mm Niederschlag, mehr als die Hälfte der Jahressumme. An der Wetterstation Chiva (Abb. 8) wurden sogar 491 mm in nur 8 Stunden gemessen, was etwa dem Niederschlag eines ganzen Jahres in der Region entspricht.[19] Im benachbarten Ort Turís wurde mit 184,6 mm/h der spanische Stunden-Rekord gebrochen.[20]

Abb. 8: Niederschlagsmengen in l/m2 am 29.10.2024 in der Provinz Valencia. Maximum in Chiva mit 491 l/m2 in 8 Stunden, was dem Jahresmittel entspricht.
Abb. 9: Durch Wassermassen zusammengeschobene PKWs in Paiporta (Valencia) am 30.10.2024.

Die Wetterlage war bestimmt durch isolierte Kaltluft in großer Höhe, die häufig im Herbst die Iberische Halbinsel aus polaren Regionen erreicht und einige Tage lang als Tiefdruckgebiet über der betroffenen Region rotiert. Dieser Kaltlufttropfen lag Ende Oktober 2024 über NW-Afrika und S-Spanien.[20] Das System erzeugte am Boden östliche Winde, die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer Richtung Küste transportieren. Hier wurde die Luft durch Küstengebirge und kältere Luft in der Höhe zum Aufsteigen veranlasst, kühlte sich ab, der Wasserdampf kondensierte, und es kam zu starken Niederschlägen. Valencia und Katalonien sind von solchen Ereignissen häufig betroffen. Etwa ein Drittel der stärksten Hochwasserkatastrophen standen hier in Verbindung mit Kaltlufttropfen in der mittleren und oberen Troposphäre.[3]

Vorläufige Schätzungen ergeben, dass es sich bei den Starkniederschlägen Ende Oktober 2024 um ein Ereignis handelte, dass unter den gegenwärtigen Klimabedingungen (bei einer Erwärmung um 1,3 °C) einmal in 20 Jahren vorkommt und um 12% intensiver ausfällt als ohne den anthropogenen Klimawandel.[3]

Starkregen und Hochwasser in S-Frankreich

Hochwasser als wichtigste Naturkatastrophen

Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.[21]

Hochwasser in Südfrankreich gibt es hauptsächlich in den Monaten Oktober bis Dezember. Die Starkniederschläge haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen, vor allem die Häufigkeit kurzer Starkregenfälle. Die Hochwasserereignisse zeigen dagegen keinen Trend. Wahrscheinlicher Grund für das Ausbleiben von Hochwassertrends sind die höhere Verdunstung und die trockeneren Böden. Überschwemmungen nehmen nicht zwangsläufig mit der Zunahme extremer Niederschläge zu. Die zunehmend geringere Bodenfeuchtigkeit scheint dafür eine Erklärung zu sein.[22]

Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.[21]

Einzelne Ereignisse

Abb. 10: Wasserdampftransport über dem Mittelmeer (gestrichelte rote Linie) und von den Resten des Hurrikans Leslie (rote Linie). Braune Linien: geopotentielle Meter bei 925 hPa. Blaue Farbtöne: Wasserdampfgehalt der Luft in g/kg. Durch Pfeile und Beschriftung ergänzt.

Departement Aude 2018 (S-Frankreich)

In der Nacht vom 14. zum 15. Oktober 2018 erlebte das Département Aude ein verheerendes Hochwasser, dem 15 Menschen zum Opfer fielen und durch das 7000 Häuser überflutet wurden. Vorausgegangen waren intensive Niederschläge in benachbarten Gebieten, durch die z.B. auf Mallorca 13 Todesopfer zu beklagen waren.[23] Die Sachschäden beliefen sich auf 325 Mio. Euro. Die Starkniederschläge im südfranzösischen Department Aude erreichten ca. 200 mm in 11 Stunden, mit örtlichen Spitzen von 295 mm in 11 Stunden und 110 mm in 2 Stunden.[24]

Eine Besonderheit der Niederschlagsereignisse war die Beteiligung von Resten eines Hurrikans mit dem Namen Leslie, der sich auf dem tropischen Nordatlantik entwickelt hatte und mit 175 km/h als zweiter tropischer Wirbelsturm seit 1842 auf die portugiesische Küste traf. Gleichzeitig wurden sehr feuchte Luftmassen aus dem Wirbelsturmtief nach Osten und Nordosten transportiert, die eine quasistationäre Kaltfront über Südwestfrankreich verstärkten. Dabei entstanden heftige Gewitter mit starken Regenschauern und schweren Stürmen. Eine weitere Feuchtigkeitsquelle war das westliche Mittelmeer durch eine starke Verdunstung. Die dabei entstandenen feuchtwarmen Luftmassen wurden am östlichen Ende der Pyrenäen zum Aufsteigen gezwungen und bewegten sich in Richtung des Aude-Einzugsgebiets. Hier stießen sie auf die Kaltluft vom Atlantik, die sie zu verstärkter Konvektion veranlasste (Abb. 10).[23]

Starkregen und Hochwasser in Italien

Allgemeine Prozesse

Abb. 11: Wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind.

Die italienische Halbinsel ist gegenüber Naturkatastrophen durch Starkniederschläge besonders exponiert. Entscheidende Faktoren sind die steilen Hänge der Alpen und des Apennins in unmittelbarere Nähe zum Mittelmeer sowie das Mittelmeer selbst, das als Feuchte- und Wärmequelle fungiert (Abb. 11). Sie bestimmen die Konvergenz und den Auftrieb von feuchten und instabilen Luftmassen, die die Konvektion über Italien und die umgebenden Meere antreiben. Hinzu kommt, dass Starkniederschläge in den kleinen Flusstälern mit ihren steilen Hängen in relativ kurzer Zeit verheerende Überschwemmungen anrichten können.[10]

Besonders starke Auswirkungen haben größere Gewitterkomplexe, die aus mehreren einzelnen Gewitterzellen entstehen, die sich zusammenschließen und sog. mesoskalige konvektive Systeme[25] bilden. In der Nähe von Gebirgshängen können Starkregenereignisse durch orographische Anhebung von feuchten Luftmassen entstehen, die sich dabei abkühlen und ausregnen. Das Abkühlen von warmer Luft kann aber auch durch das Zusammentreffen mit kalten Höhentiefs, die vom Atlantik und Westeuropa heranziehen, hervorgerufen werden. Auch kalte Luft am Boden, sog. cold pools[26], kommt als Auslöser von Abkühlung warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage. Sie können z.B. über dem Mittelmeer durch Verdunstung von Niederschlag unter Gewitterwolken entstehen. Die dabei gebildete kalte und schwere Luft eines cold pools breitet sich als Kaltluftsee unter den Regenwolken aus und bewirkt eine Anhebung angrenzender leichterer und wärmerer Luftmassen, was zu erneuter Wolkenbildung und Regen führen kann.[10]

Abb. 11 zeigt einige wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind. Die orangenen Pfeile stehen für das Vordringen von feuchten und warmen Luftmassen nach Norden. Dabei kann es sich ursprünglich um einen Schirokko handeln, der aus Nordafrika heiße Luft über das Mittelmeer treibt, die dabei viel Wasserdampf aufnimmt. Diese heißen Luftmassen stoßen im Osten über die Adria und die Poebene auf die Alpenfront, im Westen über das Tyrrhenische und Ligurische Meer auf die Südränder von Westalpen und Apennin. Im Osten wird die warmfeuchte Luft durch die Alpenfront nach Westen umgelenkt. Dabei kann es zur Anhebung der warm-feuchten Luft durch die Ausläufer der Alpen kommen, wobei Abkühlung und Kondensation Starkniederschläge erzeugen. Durch die Westalpen werden die inzwischen abgekühlten Luftströmungen nach Süden abgelenkt, wo sie über die niedrigsten Bereiche des Ligurischen Apennin das Mittelmeer erreichen. Hier stoßen sie auf warme und feuchte Luftmassen, die durch die schwere und kühlere Luft aus dem Alpenraum zur Konvektion bzw. zum Aufsteigen, sich Abkühlen und eventuell zu starken Niederschlägen veranlasst wird.[10]

Abb. 12: Wasserdampftransport über den Atlantik als Teil der Entstehung des Sturmtiefs Alex über Westeuropa und Norditalien
Abb. 13: Hochwasser in der italienischen Region Emilia-Romagna: überschwemmte Wohn- und Gewerbegebiete

Einzelne Ereignisse

Sturmtief Alex 2020

Das Sturmtief Alex richtete im Oktober 2020 in Frankreich, den westlichen Alpen und besonders in Italien durch Rekordniederschläge starke Zerstörungen an. Es bildete sich über dem Nordatlantik und zog über Frankreich, Großbritannien und die Iberische Halbinsel nach Osten (Abb. 12). Der Transport von Wasserdampf über den Nordatlantik von der Ostküste Nordamerikas bis Westeuropa vollzog sich in Form eines atmosphärischen Flusses.[27] Am Alpenrand trafen die kühlen und feuchten Luftmassen auf sehr warme und feuchte Luft vom Mittelmeer, die dadurch abkühlten. An den Meeralpen und Ligurischen Alpen kam es durch Anhebung zu weiterer Abkühlung und heftigen Niederschlägen von über 600 mm in 24 Stunden und Gewittern über Nordwestitalien, die durch Überflutungen Straßen, Brücken und Gebäude zerstörten. Viele Regionen verzeichneten Rekordhochwasser an zahlreichen Flüssen und Überschwemmungen ganzer Landstriche.[28]

Starkniederschläge in der Emilia-Romagna 2023

Im Mai 2023 kam es in der italienischen Provinz Emilia-Romagna zu gewaltigen Starkniederschläge, die als das regenreichste Ereignis dieser Art in Norditalien eingestuft wurden. Die Wiederkehrperiode wurde auf 200 Jahre bzw. eine Wahrscheinlichkeit des Eintretens von 0,5% geschätzt. Die Stationsdaten der Region zeigen dennoch keinen Trend vergleichbarer Ereignisse und damit keinen Einfluss des Klimawandels. Das Extremereignis bestand aus drei aufeinander folgenden Starkregenereignissen, auf die extreme Hochwasser folgten. Örtlich fielen an zwei Tagen 190 mm Niederschlag, einige Flüsse stiegen um 10 m in 24 Stunden an, und es kam zu Dammbrüchen, Überflutungen von Deichen und zahlreichen Erdrutschen. Insgesamt wurden 15 Menschen getötet. Das Hochwasserereignis war nicht zuletzt durch die Jahreszeit außergewöhnlich, da die meisten Starkregenereignissen in der Region wie im gesamten Mittelmeer im Herbst und Winter geschehen.[29]

Die Regenfälle wurden durch drei unterschiedliche Tiefdrucksysteme über dem Tyrrhenischen Meer verursacht, die mit einem nordöstlichen Wind entlang der adriatischen Seite des Apennins interagierten. Dadurch wurden feuchte Luftmassen angehoben, kühlten sich ab, der Wasserdampf kondensierte und es begann stark zu regnen. Durch die andauernden Niederschläge war der Boden bald gesättigt, und das Wasser floss unmittelbar in die Flüsse, von wo es sich auf angrenzende Landfläche ausbreitete (Abb. 13). Die Wasseraufnahmekapazität der Böden war zudem auch deshalb begrenzt, weil Nord-Italien über zwei Jahre davor aufgrund geringer Schneefälle in den Alpen, Dolomiten und Apennin unter einer schweren Dürre gelitten hatte, wodurch die Böden verdichteten und das Versickern von Niederschlag behinderten.[29]

Starkregen und Hochwasser im östlichen Mittelmeerraum

Überblick

Abb. 14: Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum mit mehr als 10 Todesfällen (blaue Säulen), Anzahl der Todesfälle (gelbe Kurve) pro 10 Jahre. Gestrichelte Linien: lineare Trends. Übersetzt.

Starkregenereignisse sind im östlichen Mittelmeer verbunden mit einer Vielfalt an Wetterlagen mit unterschiedlicher Niederschlagsergiebigkeit, Intensität und Ausdehnung verschiedener Herkunft der Feuchtigkeit. Viele der heftigen Niederschläge sind mit Tiefdruckzellen über Zypern verbunden. Insgesamt stammt die Feuchtigkeit jedoch aus einem großen Einzugsgebiet. So sind neben dem Zypern-Tief Tiefdruckzellen über dem Roten Meer von Bedeutung, die Feuchtigkeit bis ins östliche Mittelmeer transportieren können und Starkregen vor allem im Herbst hervorrufen. Trotz ihrer Seltenheit sind diese Tiefs für 38% der Sturzfluten in semiariden und ariden Regionen der Levante verantwortlich. Störungen des Subtropischen Jetstreams können über Atmosphärische Flüsse Feuchtigkeit aus den äquatorialen Regionen in Richtung östliches Mittelmeer veranlassen, die intensive Regenfälle über mehrere Tage bewirken. In seltenen Fällen, aber umso folgenreicher sind Medicanes für extreme Niederschläge verantwortlich, bei denen es sich um Wirbelstürme handelt, die einige Eigenschaften mit den tropischen Hurrikanen teilen. In manchen Regionen sind an 2-5% der Tage mit Starkniederschlägen Medicanes beteiligt.[30]

Während sich Starkniederschläge im westlichen Mittelmeerraum zu 60% vor allem im Herbst ereignen, ist ihre Hauptsaison im östlichen Mittelmeerraum mit über 70% der Winter.[31] So kam es in Griechenland in der Periode 2012-2018 hauptsächlich im Winterhalbjahr zwischen Oktober und April als Folge von extremen Niederschlägen zu Hochwasserereignissen. Der Februar war mit einem Anteil von ca. 25% an den jährlichen Hochwasserereignissen der Monat mit den meisten extremen Überschwemmungen.[32]

Eine wichtige Rolle spielen Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum (Abb. 14). Dabei handelt es sich um plötzlich einsetzende Hochwasserereignisse, die durch kurze, aber sehr intensive Niederschläge mit zumeist konvektivem Ursprung hervorgerufen werden. Neben den meteorologischen Bedingungen spielen die häufig engen Gebirgs- und Flusstäler, die vielfach durch Straßen und Bauten eingeengt sind, eine entscheidende Rolle. Sturzfluten bilden sich hauptsächlich in kleineren Flusseinzugsgebieten von weniger als 1000 km2. Im Zeitraum 1882-2021 hat es im östlichen Mittelmeerraum (einschließlich Italien) 132 Sturzfluten mit mehr als 10 Todesopfern gegeben. Die gesamte Opferzahl solcher Sturzfluten belief sich auf 6974 Todesfälle, mit 10 bis 598 Todesfällen pro Ereignis. Die meisten Hochwasserereignisse mit mehr als 10 Todesopfern hatten Italien (51), die Türkei (35), Ägypten (14) und Griechenland (12) zu verzeichnen. Saisonal gab es die meisten Extremereignisse im Herbst, mit 40% aller Ereignisse im Oktober und November. Die Anzahl der Extremereignisse pro 10 Jahre hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen (Abb. 14).[33]

Abb. 15: Akkumulierte Niederschläge vom 3.bis 8. September 2023 durch das Sturmtief Daniel in der Region Thessalien.

Einzelne Ereignisse

Sturmtief Daniel in Griechenland

Das Sturmtief Daniel, aus dem später ein Medicane wurde, der Teile Libyens verwüstete, hat am 3.-8. September 2023 in Zentral-Griechenland historische Starkregen verursacht. In der Region Thessalien wurden 1150 km2 überschwemmt. Davon waren ca. 820 km2 bzw. 70% landwirtschaftliche Fläche. Das Sturmtief Daniel folgte auf Wochen, die durch Dürre, Waldbrände und intensive Hitze gekennzeichnet waren. Den Hochwassern fielen 17 Menschen zum Opfer, und die Sachschäden beliefen sich auf Milliarden von Euro. Die thessalische Ebene ist die wichtigste landwirtschaftliche Region Griechenlands, der „Brotkorb“ des Landes. Fast 70% der Baumwollernte wurde zerstört, ebenso war der Weizenanbau stark betroffen. Die landwirtschaftliche Gesamtproduktion ging um 50-60% zurück.[34] Etwa 200.000 Nutztiere ertranken in den Fluten. In den landwirtschaftlichen Gebieten machten zudem dicke Schlammschichten die Böden für mehrere Jahre unfruchtbar.[35]

Während des Sturmtiefs Daniel gab es über Europa eine stationäre Omegalage mit einem Hochdruckgebiet über Deutschland und zwei Tiefs über Spanien und Griechenland. Die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen sorgten für eine hohe Verdunstung und sehr viel Wasserdampf in der Luft. Für Griechenland wurde mit Extremniederschlägen von 500-1500 mm gerechnet. Tatsächlich fielen in zahlreichen Regionen in 12 Stunden so viele Niederschläge wie in Athen in einem Jahr und mehr. So gab es in dem Ort Zagora einen Niederschlag von 754 in 18 Stunden und damit einen neuen griechischen Rekord.[35]

Starkregen und Hochwasserkatastrophen durch Medicanes

Alle Hochwasserkatastrophen der letzten Jahrzehnte wurden in ihren Folgen bei weitem übertroffen von dem Medicane Daniel, der sich im September 2023 auf dem Weg von Griechenland nach Nordafrika aus dem Sturmtief Daniel entwickelt hat und am 10. September auf die lybische Küste traf.

Einzelnachweise

  1. ↑ IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 4: Mediterranean Region, FAQ CCP4.1
  2. ↑ Cui, D., S. Liang & D. Wang (2021): Observed and projected changes in global climate zones based on Köppen climate classification. WIREs Climate Change, 12(3)
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 World Weather Attribution (2024): Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate
  4. ↑ Zachariah, M., V. Kotroni, L. Kostas et al. (2023): Interplay of climate change-exacerbated rainfall, exposure and vulnerability led to widespread impacts in the Mediterranean region
  5. ↑ Copernicus Climate Change Service (2023): Precipitation, relative humidity and soil moisture for June 2023
  6. ↑ 6,0 6,1 MedECC (2020): Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future. First Mediterranean Assessment Report
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 Insua-Costa, D., M. Senande-Rivera, M.C. Llasat et al. (2022): A global perspective on western Mediterranean precipitation extremes. npj Clim Atmos Sci 5, 9.
  8. ↑ DWD, Wetter- und Klimalexikon: Kaltlufttropfen
  9. ↑ 9,0 9,1 Khodayar, S., S. Davolio, P. Di Girolamo et al. (2021): Overview towards improved understanding of the mechanisms leading to heavy precipitation in the western Mediterranean: lessons learned from HyMeX, Atmospheric Chemistry and Physics 212, 22
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 10,5 Miglietta, M.M. & S. Davolio (2022): Dynamical forcings in heavy precipitation events over Italy: lessons from the HyMeX SOP1 campaign, Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 627–646
  11. ↑ Gonzalez-Hidalgo, J.C., S. Beguería, D. Peña-Angulo et al. (2023): MOPREDAS_century database and precipitation trends in mainland Spain, 1916–2020. International Journal of Climatology, 43, 3828–3840
  12. ↑ DWD (2023): Was sind Atmosphärische Flüsse?
  13. ↑ Dorrington, J., M. Wenta, F. Grazzini et al. (2024): Precursors and pathways: dynamically informed extreme event forecasting demonstrated on the historic Emilia-Romagna 2023 flood, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2995–3012
  14. ↑ Olcina, J., Á.-F. Morote, and M. Hernández (2022): Teaching Floods in the Context of Climate Change with the Use of Official Cartographic Viewers (Spain). Water 14, no. 21: 3376. https://doi.org/10.3390/w14213376
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