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Der Klimawandel verstärkt trotz weniger Regen extreme städtische Überschwemmungen
Paradoxe Klimafolge: Selbst wenn insgesamt weniger Niederschlag fällt, könnten besonders heftige Regengüsse und die daraus entstehenden Abflussspitzen zunehmen. Einer Modellstudie zufolge treten diese gegenläufigen Trends bis zum Jahrhundertende auf etwa 26 Prozent der weltweiten Stadtflächen auf. Am Beispiel Israels zeigt sich zudem, wie versiegelte Böden die Unterschiede zwischen schwachen und extremen Regenereignissen verstärken.
Jerusalem (Israel). Eine Stadt kann im Jahresverlauf wenig Regen erhalten und dennoch von plötzlich anschwellenden Wassermassen bedroht sein. Denn bei Starkregen zählt nicht allein die jährliche Niederschlagsmenge, sondern auch, wie schnell und auf welcher Fläche das Wasser niedergeht.
Wenn Straßen, Dächer und Parkplätze den Boden versiegeln, fließt ein größerer Teil des Regens oberirdisch oder über die Kanalisation ab. Wachsende Städte reagieren deshalb besonders empfindlich auf kurze Schauer, deren Wassermassen innerhalb weniger Minuten zusammenkommen.
Forscher der Hebrew University of Jerusalem (HUJI) um Raz Nussbaum haben untersucht, wie der Klimawandel die Niederschlagsverteilung und den Wasserabfluss in Städten verändert. Dazu werteten sie Projektionen von 32 globalen Klimamodellen unter einem Szenario mit hohen Treibhausgasemissionen aus.
Demnach liegen rund 26 Prozent der weltweiten Stadtflächen in Regionen, in denen die extremsten Tagesniederschläge bis zum Ende des Jahrhunderts zunehmen könnten, während die jährlichen Regenmengen abnehmen. Auf diesen Flächen leben heute schätzungsweise 1,5 Milliarden Menschen. Diese Zahl beschreibt jedoch noch nicht den Anteil der Städte, für die eine Zunahme tatsächlicher Überschwemmungen nachgewiesen wäre.
Um den Effekt genauer zu verstehen, analysierte das Team Starkregenlagen im östlichen Mittelmeerraum und die Auswirkungen auf das Einzugsgebiet des Nahal Ra’anana in Zentralisrael. Dafür verband es hochaufgelöste Wettersimulationen mit einem an Messdaten angepassten Modell für den städtischen Regenabfluss.
Mehr als 5.300 räumlich variierte Modellläufe zeigten ein auffälliges Muster: Künftige Starkregenfelder könnten kleiner werden, zugleich aber kurzzeitig intensiveren Regen bringen. Für das untersuchte Gebiet lag die simulierte maximale Regenintensität innerhalb von zehn Minuten ungefähr 20 Prozent höher als im Vergleichsklima, obwohl die Niederschlagsmengen über längere Zeiträume sanken.
Ob ein eng begrenzter Regenkern das Einzugsgebiet trifft, gewinnt dadurch an Bedeutung. Zieht er daran vorbei, kann der Abfluss schwächer ausfallen, während ein direkter Treffer die Abflussspitze verschärfen könnte.
Die Abflussberechnungen ergaben eine ungewöhnliche Zweiteilung: Schwache Abflussspitzen fielen unter künftigen Klimabedingungen geringer aus, die stärksten dagegen höher. Je größer der Anteil versiegelter Flächen war, desto stärker trat dieser Gegensatz hervor.
Ein Grund liegt in den gegensätzlichen Wasserwegen. Nach längeren trockenen Phasen können unversiegelte Böden mehr Regen aufnehmen, sodass kleinere Schauer weniger Abfluss erzeugen. Bei kurzen, heftigen Regengüssen reichen diese Aufnahmefähigkeit und verfügbare Rückhalteräume jedoch nicht aus, während Asphalt und Dächer das Wasser rasch in Straßen und Entwässerungsanlagen leiten.