Gewappnet sein gegen Sturmfluten an der Ostseeküste

Die Rekord-Sturmflut im Oktober 2023 hat schwere Schäden an der Deutschen Ostseeküste verursacht. Effektive Anpassungsszenarien an den steigenden Meeresspiegel werden daher immer drängender. In zwei aktuellen Studien haben Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) sowohl die Überflutungsflächen entlang der Ostsee-Küstengebiete als auch erstmals in hoher Auflösung die möglichen Anpassungsoptionen aktueller Deichlinien modelliert. Dabei legen sie verschiedene Sturmflut- und Meeresspiegelanstiegsszenarien zu Grunde. Ihre Ergebnisse zeigen auf, dass basierend auf der aktuellen Deichlinie weder eine Erhöhung noch eine Rückverlegung für den Schutz von Menschen, Infrastruktur oder Gebäuden ausreichend sein kann, um das Überflutungsrisiko bis zum Jahr 2100 entlang der Deutschen Ostseeküste entscheidend zu reduzieren. Das Risiko für die Bevölkerung im Vergleich zu heute existierendem Küstenschutz verringerte sich im Modell etwa für das Szenario der Deichrückverlegungen nur um maximal 26%.

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„Der Großteil unserer simulierten Überflutungsflächen befindet sich in Mecklenburg-Vorpommern, mit den Hotspots in den Bodden von Fischland-Darß-Zingst, Rügen, Usedom und das Peene Mündungsgebiet. In Schleswig-Holstein sind insbesondere die Flensburger Förde, die Eckernförder Bucht, Fehmarn, Travemünde sowie Lübeck betroffen“, sagt Erstautor Dr. Joshua Kiesel [...]

Prozessbasierte Modellierung hilft bei Bewertung von Anpassungsszenarien

Bisherige Modelle simulieren Überflutungen nach dem Prinzip einer gleichmäßigen Ausbreitung des Wassers, wenn Sturmfluten auf die Küste treffen. In den aktuellen, prozessbasierten Modellierungen berücksichtigen die Forschenden nun zusätzlich auch den zeitlichen Verlauf von Sturmfluten sowie die Abschwächung der Flut mit ihren Strömungen und Scheitelwasserständen, wenn sie auf unterschiedlich raue Flächen treffen wie etwa Feuchtgebiete, Wälder oder befestigte Böden.

„Im Vergleich zu früheren überregionalen oder kontinentalen Studien haben wir mit unserem Küstenüberflutungsmodell erstmals für die gesamte Deutsche Ostseeküste hochaufgelöste Geländedaten von Landesschutz- und Regionaldeichen mit einem Meter Auflösung verwendet. Wir konnten so die Effektivität auf der einen Seite von bestehenden und erhöhten Deichen und auf der anderen Seite von rückverlegten Deichen einschätzen. Beides wird jedoch vermutlich nicht ausreichen, um dem fortschreitenden Meeresspiegelanstieg standhalten zu können“, so Küstengeograf Kiesel.

Kiesel und das Forschungsteam schätzen jedoch das Schutzpotenzial für eine Rückverlegungen von Deichen inklusive deren Erhöhung als größer ein als eine Erhöhung ohne Rückverlegung. „Bei Deichrückverlegungen werden existierende Deichlinien geschlitzt, sodass Wasser auf natürliche Weise in das Hinterland gespült wird und typischerweise wird vor der Schlitzung eine neue Deichlinie landeinwärts gezogen. Entlang der Deutschen Ostseeküste gibt es bereits einige Beispiele solcher Deichrückverlegungen“, sagt der Wissenschaftler. Der bessere Schutzeffekt gegen Sturmfluten, so die Erkenntnis aus der Modellstudie, liegt hier an der deutlich längeren, landwärtigen Deichlinie.

Um physikalisch plausible Flächen für potentielle Deichrückverlegungen zu erfassen, legten die Wissenschaftler in ihrer Untersuchung mehrere Parameter zu Grunde: keine direkte Bebauung hinter dem Deich und keine Infrastruktur in Form von Straßen oder Schienennetz. Um die Effektivität von Deichrückverlegungen mit konventionellem Küstenschutz vergleichen zu können, wurden außerdem alle Landesschutz- und Regionaldeiche entlang der Deutschen Ostseeküste um 1,5 Meter gemäß dem Klimazuschlag von Landesschutzdeichen nach dem Klimadeich-Konzept erhöht. „Es gibt in der Wissenschaft eine breite Diskussion um Deichrückverlegungen und naturbasierte Anpassungsoptionen allgemein. Noch wenig untersucht ist jedoch die Effektivität in Bezug auf den Küstenschutz. Unsere Forschung schließt hier eine Lücke. Wir wollten wissen, welchen Beitrag Deichrückverlegungen zum regionalen Küstenschutz leisten können, wenn man sie überall dort implementiert, wo es physikalisch möglich ist“, sagt Kiesel. Aus diesem Grund wurden sozioökonomische Überlegungen sowie die oft fehlende Akzeptanz in der Bevölkerung für derartige Maßnahmen, die auch Eingriffe in die Infrastruktur bedeuten, zunächst nicht berücksichtigt.

Überflutungskarten für die Deutsche Ostseeküste

In ihrer ersten Studie vom September 2023, rund einen Monat vor der schweren Sturmflut, hatte das Forschungsteam um Kiesel und Vafeidis bereits mit zwei Szenarien mit einem hohen Meeresspiegel nachweisen können, dass die gesamte Deutsche Ostseeküste durch Überflutung stark gefährdet ist und Anpassungen im Küstenschutz notwendig sind. Sie koppelten dafür ein Modell der westlichen Ostsee mit einem Küstenüberflutungsmodell.

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(PM CAU, gek.)

Weitere Informationen unter uni-kiel.de

Originalpublikationen:

Kiesel, J., Honsel, L.E., Lorenz, M., Gräwe, U. & Vafeidis, A.T. (2023): Raising dikes and managed realignment may be insufficient for maintaining current flood risk along the German Baltic Sea coast. Commun Earth Environ 4, 433. DOI: 10.1038/s43247-023-01100-0 Link

Kiesel, J., Lorenz, M., König, M., Gräwe, U. & Vafeidis, A.T. (2023): Regional assessment of extreme sea levels and associated coastal flooding along the German Baltic Sea coast, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 23, 2961–2985. DOI: 10.5194/nhess-23-2961-2023 Link