Klimawandel
Modell zur präziseren Regenvorhersage
Radarstationen warnen zwar früh vor Hagel oder Gewitter, messen aber die Regenmenge nicht hundertprozentig genau. Dr.-Ing. Markus Quirmbach entwickelte ein Modell, das Niederschläge präziser vorhersagt. Das Abwassersystem lässt sich somit rechtzeitig auf die Gefahr eines Überflutens vorbereiten.
19.08.2003
"Kräht der Hahn auf dem Mist, ändert sich das Wetter oder es bleibt wie es ist." Wettervorhersagen sind heute in der Regel aussagekräftiger als diese alte Bauernregel. Irrtümer kommen trotzdem vor. Radarstationen warnen zwar früh vor Hagel oder Gewitter, messen aber die Regenmenge nicht hundertprozentig genau. Dr.-Ing. Markus Quirmbach entwickelte ein Modell, das Niederschläge präziser vorhersagt. Das Abwassersystem lässt sich somit rechtzeitig auf die Gefahr eines Überflutens vorbereiten. Seine Doktorarbeit "Nutzung von Wetterradardaten für Niederschlags- und Abflussvorhersagen in urbanen Gebieten", Teil eines DFG-Verbundprojektes, veröffentlicht der Lehrstuhl für Hydrologie, Wasserwirtschaft und Umwelttechnik der Ruhruniversität Bochum (RUB) in der aktuellen Ausgabe seiner Schriftenreihe.
Ziel war es herausfinden, unter welchen Bedingungen welche Methode der Niederschlagsmessung genauere Ergebnisse liefert. Quirmbach verglich die Angaben eines Wetterradars mit denen eines Regenschreibers und untersuchte beide auf Vor- und Nachteile. Als Untersuchungsraum wählte Quirmbach ein Gebiet von knapp vier Quadratkilometern um den Schattbach nahe der RUB - und zwar den Teil des kleinen Gewässers, der mit der Kanalisation verbunden ist. Aus dem Kanalnetz gelangt bei starken Regenfällen verschmutztes Mischwasser in den Schattbach und stört dort das ökologische Gleichgewicht. Durch eine gezielte Steuerung des Kanalsystems, also dem Öffnen und Schließen bestimmter Leitungen, könnte das überschwappende Mischwasser und damit die Belastung des Baches reduziert werden. Dafür ist es notwendig, möglichst früh zu wissen, wie hoch die Welle bei einer bestimmten Regenintensität wird, um das Kanalnetz auf die zusätzliche Wassermenge einzustellen.
Vergleich mit Regenschreiber
Der Ingenieur nutzte den Wetterradar in Essen, eine von 16 Stationen des Deutschen Wetterdienstes, die alle fünf Minuten in einem Umkreis von 100 Kilometern Niederschläge ermitteln. Mit den so gewonnenen Daten konnte Quirmbach die Abweichungen der Radardaten ermitteln und einen Faktor berechnen, der die Mengenangaben bereinigt. Steht nun ein starker Regen bevor, kann der Ingenieur anhand der Radarwerte vorhersagen, wie viel Wasser tatsächlich auf der Erde landen wird. Quirmbach fand heraus, dass die Kanalisation am Schattbach ab fünf Millimeter Niederschlag in der Stunde, was einem relativ heftigen Regen entspricht, überläuft und verschmutztes Mischwasser in den Bach fließt.
Noch zu teuer für Kommunen
Bei der Gegenüberstellung der Messmethoden stellte er fest, dass Regenschreiber genauere Werte angeben, sofern sie sehr engmaschig - einer pro 16 Quadratkilometer - aufgestellt werden. Auch ihr Standort ist relevant für die Resultate, da sich in Extremfällen die Niederschlagsintensität innerhalb weniger Quadratkilometer im ein Vielfaches verändern kann. Sind Dichte und Qualität der Regenschreiber geringer, so wie es in der Praxis überwiegend der Fall ist, sind Radarniederschlagswerte gerade für große Einzugsgebiete geeigneter, zumal die Daten aufgrund berechenbarer Wolkenbewegungen früher verfügbar sind. Erst die Kombination beider Messarten verbessert die richtige Prognose und dadurch die Möglichkeit, das Abflussnetz auf ein starkes Regenereignis einzustellen. Noch wird das System nicht für die kontrollierte Stadtentwässerung eingesetzt, da nicht alle Kommunen ihre Kanalisation steuern und die Radardaten zu teuer sind.
Ziel war es herausfinden, unter welchen Bedingungen welche Methode der Niederschlagsmessung genauere Ergebnisse liefert. Quirmbach verglich die Angaben eines Wetterradars mit denen eines Regenschreibers und untersuchte beide auf Vor- und Nachteile. Als Untersuchungsraum wählte Quirmbach ein Gebiet von knapp vier Quadratkilometern um den Schattbach nahe der RUB - und zwar den Teil des kleinen Gewässers, der mit der Kanalisation verbunden ist. Aus dem Kanalnetz gelangt bei starken Regenfällen verschmutztes Mischwasser in den Schattbach und stört dort das ökologische Gleichgewicht. Durch eine gezielte Steuerung des Kanalsystems, also dem Öffnen und Schließen bestimmter Leitungen, könnte das überschwappende Mischwasser und damit die Belastung des Baches reduziert werden. Dafür ist es notwendig, möglichst früh zu wissen, wie hoch die Welle bei einer bestimmten Regenintensität wird, um das Kanalnetz auf die zusätzliche Wassermenge einzustellen.
Vergleich mit Regenschreiber
Der Ingenieur nutzte den Wetterradar in Essen, eine von 16 Stationen des Deutschen Wetterdienstes, die alle fünf Minuten in einem Umkreis von 100 Kilometern Niederschläge ermitteln. Mit den so gewonnenen Daten konnte Quirmbach die Abweichungen der Radardaten ermitteln und einen Faktor berechnen, der die Mengenangaben bereinigt. Steht nun ein starker Regen bevor, kann der Ingenieur anhand der Radarwerte vorhersagen, wie viel Wasser tatsächlich auf der Erde landen wird. Quirmbach fand heraus, dass die Kanalisation am Schattbach ab fünf Millimeter Niederschlag in der Stunde, was einem relativ heftigen Regen entspricht, überläuft und verschmutztes Mischwasser in den Bach fließt.
Noch zu teuer für Kommunen
Bei der Gegenüberstellung der Messmethoden stellte er fest, dass Regenschreiber genauere Werte angeben, sofern sie sehr engmaschig - einer pro 16 Quadratkilometer - aufgestellt werden. Auch ihr Standort ist relevant für die Resultate, da sich in Extremfällen die Niederschlagsintensität innerhalb weniger Quadratkilometer im ein Vielfaches verändern kann. Sind Dichte und Qualität der Regenschreiber geringer, so wie es in der Praxis überwiegend der Fall ist, sind Radarniederschlagswerte gerade für große Einzugsgebiete geeigneter, zumal die Daten aufgrund berechenbarer Wolkenbewegungen früher verfügbar sind. Erst die Kombination beider Messarten verbessert die richtige Prognose und dadurch die Möglichkeit, das Abflussnetz auf ein starkes Regenereignis einzustellen. Noch wird das System nicht für die kontrollierte Stadtentwässerung eingesetzt, da nicht alle Kommunen ihre Kanalisation steuern und die Radardaten zu teuer sind.
Quelle: idw
