Wissenschaftlicher Hintergrund

Hydro-meteorologische Details und wissenschaftliche Ziele

Im Rahmen der Swabian MOSES Messkampagne untersuchen die Wissenschaftler*innen insbesondere lokalskalige Gewitter, die mit Starkregen und Hagel verbunden sind, und großräumige Hitzewellen sowie die damit verbundenen Dürren. Obwohl diese beiden Arten von Extremen auf sehr unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen ausgelöst werden, haben sie mehrere gemeinsame Merkmale: Sie sind oft mit ähnlichen großräumigen synoptischen Strömungsmustern wie dem sogenannten Atmospheric Blocking verbunden. Dieses Strömungsmuster zeichnet sich durch Großwetterlagen aus, die sich über einen längeren Zeitraum von teils mehreren Wochen kaum verändern und so das für die mittleren Breiten typische Strömungsregime (Westwinddrift) unterdrücken. Betroffene Regionen können so für längere Zeit eine Witterung erfahren, die sich deutlich von den erwartbaren Bedingungen unterscheidet.

Als Folge können beispielsweise Niederschläge wochenlang ausbleiben und stattdessen ununterbrochen trockene und warme Luft in die betroffenen Regionen gelangen. Häufig werden solche Hitzewellen durch das verbreitete Auftreten von starken Gewittern beendet. Diese Gewitter haben ein hohes Potenzial, besonders schwerwiegende Begleiterscheinungen mit sich zu bringen, wie z. B. extremen Starkregen und Sturzfluten, großen Hagel oder konvektive Starkwindböen, die Orkanstärke erreichen können. Die Häufigkeit und Intensität sowohl von Hitzewellen als auch von schweren Gewittern haben in den letzten Jahren aufgrund des Klimawandels erheblich zugenommen. In der Untersuchungsregion in Baden-Württemberg stellen sie die Naturgefahren mit den negativsten Auswirkungen dar: Gewitter verursachen den höchsten Anteil an den finanziellen Schadensummen, Hitzewellen fordern die meisten Todesopfer.

Mit dem hochindustrialisierten Neckartal und der offenen Landschaft der Schwäbischen Alb stellt das Untersuchungsgebiet einen einzigartigen Landschafts- und Siedlungsraum dar, der sich ideal für die Durchführung eines kombinierten und koordinierten Feldexperiments eignet. Das Gelände weist einen großen Höhengradienten auf, die Bodentypen ändert sich über kurze Distanzen signifikant, und die Flusseinzugsgebiete sind eher klein. Das Untersuchungsgebiet gehört zu den Regionen mit der höchsten Exposition gegenüber schweren Gewittern in Deutschland, ist aber auch häufig von schweren Hitzewellen betroffen, deren Auswirkungen aufgrund der räumlichen Unterschiede der Geländeeigenschaften und der Vegetation variieren.

Der Ansatz von MOSES, die Ereignisketten von hydro-meteorologischen Extremen nachzubilden und zu analysieren, zielt zum einen darauf ab, die für die Auslösung und Intensivierung der Ereignisse maßgeblichen Mechanismen und Prozesse besser zu verstehen, zum anderen deren Auswirkungen und Wechselwirkungen mit all ihren Facetten im Detail zu untersuchen.

Informationen zu den bei Swabian MOSES eingesetzten Messsystemen finden sich hier.