Klimadetektive Projekte 2019-2020

Titel des Projekts: Eine Untersuchung der Sturzfluten und Waldbrände in West-Attika

Mannschaft: Erforscher von Hochwasser und Waldbränden  Hochgelobtes Projekt

2019-2020   Internationales Bildungszentrum der Moraitis-Schule   Athen   Griechenland   6 Alter des Schülers: 14-15

Waldbrände können in erheblichem Maße zu einem verstärkten Auftreten von Sturzfluten beitragen, die häufig durch schwere Stürme verursacht werden. Wir untersuchten dieses Phänomen in der Region West-Attika, in der Nähe von Athen, und konzentrierten uns dabei auf zwei Fälle: 1) Die jüngste Sturzflut in Kineta am 25.11.19 im Zusammenhang mit dem Waldbrand im Berg Geraneia im Jahr zuvor (am 23.7.18 - am selben Tag wie der schreckliche Brand von Mati). 2) Die tödliche Flut in Mandra am 15.11.17 im Zusammenhang mit mehreren Waldbränden im Berg Pateras in früheren Jahren. Wir untersuchten die Veränderungen des Mikroklimas vor und nach den Waldbränden und Überschwemmungen, Anomalien im lokalen Klima während der letzten 40 Jahre sowie die lokalen Wetterbedingungen an den Tagen der Unwetter. Wir stützten uns auf Fernbeobachtungsdaten des Copernicus-Satelliten, die von der ESA bereitgestellt wurden, auf den Climate Data Store-ERA 5 explorer und auf lokale Klimadaten, die vom HNMS (Hellenic National Meteorological Service) bereitgestellt wurden. Die Abholzung von Wäldern ist ein großes Umweltproblem. Die Wahrscheinlichkeit von Überschwemmungen steigt mit der Abholzung und der damit verbundenen Bodenerosion. Die Entwaldung ist häufig die Folge von Waldbränden. In den letzten Jahren hatten Waldbrände schwerwiegende Folgen für die biologische Vielfalt auf der ganzen Welt (Amazonien, Sibirien, Alaska, Australien). In dieser Untersuchung untersuchten wir den Zusammenhang zwischen Waldbränden und nachfolgenden Sturzfluten in West-Attika bei Athen, Griechenland. Eines der Phänomene des Klimawandels ist die Zunahme extremer Wetterereignisse, wie z. B. das Auftreten langer Dürreperioden gefolgt von starken Regenfällen. Die wärmere Luft in der Atmosphäre kann mehr Wasser aufnehmen, was das Potenzial für Sturzfluten erhöht. Diese werden oft durch schwere, lokale Stürme und mangelnde Stadtplanung verstärkt. Zu den unmittelbaren Auswirkungen von Überschwemmungen und Waldbränden gehören der Verlust von Menschen- und Tierleben, die Beschädigung von Eigentum, die Beeinträchtigung natürlicher Ressourcen, die Zerstörung von Ernten und der Ausfall von Infrastruktureinrichtungen. Dies kann schwerwiegende wirtschaftliche, soziale und psychologische Auswirkungen haben.

Unsere Ergebnisse beziehen sich auf ABB. 1-9, aus denen Schlussfolgerungen gezogen werden können. Der Waldbrand vom 23.7.18 im Geraneia-Gebirge oberhalb von Kineta verbrannte 60.000 Hektar, davon 53.000 Hektar Waldfläche. Die Zerstörung des Waldes spielte eine Schlüsselrolle bei der Überschwemmung ein Jahr später im November 2019, da das Wasser, das mit Schwung aus den Bergen kam, nicht von der Vegetation zurückgehalten wurde und viele verbrannte Bäume mit sich riss. In BILD 1-2 vergleichen wir die Vegetation vor und nach dem Waldbrand anhand des NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) in https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser. In ABBILDUNG 3-4 wird die Bodenfeuchtigkeit anhand des Feuchtigkeitsindexes verglichen. In diesen Abbildungen wird deutlich, dass die Vegetation vor den Waldbränden intensiver und der Boden feuchter war. Anschließend untersuchten wir die Anomalien des lokalen Klimas in den letzten 40 Jahren anhand von https://cds.climate.copernicus.eu/apps/c3s/app-era5-explorer. In ABBILDUNG 5 ist die jährliche Niederschlagsanomalie für die Jahre 1979-2019 in Prozent im Vergleich zum Referenzzeitraum 1981-2010 dargestellt. In BILD 6 ist die jährliche Temperaturanomalie in Form von Erwärmungsstreifen dargestellt. Anhand dieser Diagramme haben wir berechnet, dass in den letzten 20 Jahren ein durchschnittlicher jährlicher Niederschlagsanstieg von +14% und ein Temperaturanstieg von +0,5°C zu verzeichnen war. Die Wetterparameter an den Tagen der beiden Überschwemmungen wurden anhand von Daten der nahe gelegenen Wetterstation in Eleusis untersucht, die uns freundlicherweise vom HNMS (Hellenic National Meteorological Service) zur Verfügung gestellt wurden. In BILD 7 fällt das Kineta-Hochwasser mit dem Höchstwert von 31 mm Regen zusammen. Wie in BILD 8 zu sehen ist, wurden während des Mandra-Hochwassers jedoch nur geringe Niederschlagsmengen registriert. Dies deutet darauf hin, dass das Hochwasser einen besonders lokalen Charakter hatte. Die extreme Schnelligkeit des Unwetters wird in BILD 9 dargestellt, wo die Niederschlagsmenge 100 mm/Stunde übersteigt.

Attika wurde in den letzten Jahren von zwei großen Katastrophen heimgesucht. Der Waldbrand von Mati im Jahr 2018 und die Sturzflut von Mandra im Jahr 2017 forderten 129 Menschenleben, darunter auch Kinder. Die Umweltschäden, die durch Waldbrände entstehen, sind oft mit einem höheren Hochwasserrisiko verbunden. Großflächige Waldbrände verändern das Terrain und die Bodenverhältnisse dramatisch. Normalerweise absorbiert die Vegetation den Niederschlag und verringert so den Abfluss, während Waldbrände den Boden verkohlt und unfruchtbar machen und kein Wasser mehr aufnehmen können, was zu Sturzfluten und Muren führt. Das Überschwemmungsrisiko bleibt deutlich höher, bis die Vegetation wiederhergestellt ist, was nach einem Waldbrand Jahre dauern kann. Zum Schutz unserer Umwelt, aber auch zum unmittelbaren Schutz unserer Gemeinden ist es dringend erforderlich, Maßnahmen zur Verhinderung solcher Ereignisse zu ergreifen. In erster Linie müssen wir die Wälder schützen und die Wiederaufforstung beschleunigen. Eine schnelle Lösung, um die Bodenerosion zu minimieren, wäre die Anreicherung des Bodens mit Nährstoffen. Wichtig ist auch die Sicherstellung eines ausreichenden Querschnitts für Wasserläufe. Die Einführung eines digitalen Frühwarnsystems sowohl für Waldbrände als auch für Sturzfluten könnte Leben retten und ist längst überfällig. Darüber hinaus ist es von größter Bedeutung, das Bewusstsein für die Notwendigkeit des Schutzes unseres natürlichen Lebensraums zu schärfen. In Attika haben sowohl die Temperatur als auch die Niederschläge in den letzten 20 Jahren deutlich zugenommen. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Kohlenstoffemissionen in der Industrie und im Verkehr zu verringern, indem auf erneuerbare Energiequellen statt auf fossile Brennstoffe gesetzt wird. Die Auswirkungen des Klimawandels auf das Risiko von Waldbränden und Überschwemmungen werden auch durch soziale Faktoren verstärkt (z. B. Bevölkerungswachstum in der Schnittstelle zwischen Wald und Stadt), die das Ausmaß und die Dauer der negativen ökologischen und wirtschaftlichen Folgen tendenziell erhöhen. Schließlich sollten auch die psychologischen Auswirkungen dieser Ereignisse nicht unterschätzt werden. Die Vertreibung aus der Heimat, der Verlust von Eigentum und Lebensgrundlagen sowie die Unterbrechung der sozialen Beziehungen können zu anhaltendem Stress führen, der überwältigend sein und dauerhafte psychologische Auswirkungen haben kann.