IMPRINTS: IMproving Preparedness and RIsk maNagemenT for flash floods and debriS flow events- EC FP7 project
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Gämschtobel nach dem Unwetter vom 20. Juni 2007 (Foto: Chr. Rickli, WSL)
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IMPRINTS verfolgt das Ziel einer verbesserten
Vorbereitung und eines verbesserten operationellen Risikomanagements für
Gewitterhochwasser und Murgangereignisse. Dadurch soll die Zahl der Todesfälle
und die wirtschaftlichen Schäden, welche durch diese Naturgefahren verursacht
werden, reduziert werden.
Um
dies zu erreichen, werden im Rahmen von IMPRINTS Methoden und Werkzeuge
entwickelt, die Risikomanagern und Entscheidungsträgern in Alarmzentralen und
Unwetterwarndiensten unterstützen sollen frühzeitig die nötigen Massnahmen zu
ergreifen.
Hintergrund
Um
Hochwasservorhersagen machen zu können, braucht es viele Informationen.
Einerseits müssen dem hydrologischen Modell die Eigenschaften des jeweiligen
Einzugsgebiets bekannt sein, u. a. sind dies Topographie, Landnutzung und Bodeneigenschaften.
Auch der hydrometeorologische Zustand des Einzugsgebiets hat einen Einfluss auf
das zukünftige Abflussverhalten des Einzugsgebiets. Ist der Boden schon
gesättigt, trägt zusätzlicher Regen sofort zum Abfluss bei. Um Vorhersagen über
den zukünftigen Abfluss machen zu können sind jedoch nicht nur die vergangenen
Witterungsbedingungen von Bedeutung, sondern auch die aktuellen
Wettervorhersagen.
Die Wettervorhersagen geben dem hydrologischen
Modell einen Rahmen der wahrscheinlichen räumlichen und zeitlichen Verteilung
von Niederschlagsereignissen und deren Intensität in der näheren Zukunft.
Die Problematik
Was wir
alle schon selbst erfahren haben,
ist dass wir uns nicht immer 100 % auf die Wettervorhersagen verlassen können.
Sie sind mit zahlreichen Unsicherheiten verbunden. Abgeleitet werden die
Wettervorhersagen aus Atmosphären Modellen. Da jedoch der aktuelle Zustand der
Atmosphäre nicht exakt beschrieben werden kann, werden verschiedene Modellläufe
mit leicht verschiedenen Anfangsbedingungen gerechnet. Daraus resultiert eine
Schar oder ein Ensemble von möglichen Wetterszenarios. Diese fliessen
anschliessend in das hydrologische Modell ein und ergeben wiederum eine
Bandbreite von wahrscheinlichen Abflüssen. Solche Vorhersagen werden
probabilistische Vorhersagen genannt. Die Unsicherheiten welche ihren Ursprung
in der Beschreibung des Atmosphärenzustandes haben, pflanzen sich durch die
Modellkette fort und vergrössern sich. Lokale Gewitterereignisse können mit
solchen Modellen jedoch nur schwer vorhergesagt werden. Aus diesem Grund werden
Ensembles Radarniederschlagsvorhersagen für Vorhersagen im Kürzestfristbereich
(Nowcasting) verwendet. Sie sind eher in der Lage die Entwicklung von
Gewitterzellen zu verfolgen und lassen lokalere Niederschlagseinschätzungen zu.
Weitere Unsicherheiten die in ein
flächendifferenzierten hydrologischen Modell einfliessen, stammen aus den
Annahmen über den momentanen Zustand des Einzugsgebietes und aus der
Parametrisierung des Modells selbst.
Was ist zu tun
Das Ziel ist nun diese
Unsicherheiten besser quantifizieren zu können und damit die Genauigkeit von Hochwasservorhersagen zu erhöhen. Sie sollen Aussagen über
die Wahrscheinlichkeit von einzelnen Szenarien geben können, um so die Planung
und Entscheidungsfindung von Unwetterwarndiensten und Alarmzentralen zu
erleichtern.
Verwendete Modelle
Testgebiete in der Schweiz
Das Projekt ist
allgemein sehr praxisorientiert. So sind auch die künftigen Anwender der zu
entwickelnden Methoden und Werkzeuge am Projekt beteiligt. In der Schweiz sind
dies das Departement Bau und Umwelt des Kanton Glarus (www.gl.ch), die Verzasca SA und die Azienda
Elettrica Ticinese (www.aet.ch) mit den
entsprechenden Testgebieten Linth bis Mollis und Verzasca bis Lavertezzo.
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