WW-I-9: Intensität von Sturmfluten

Das Bild zeigt eine Sturmflutwelle, die auf ein Küstenbauwerk aufschlägt. Das Meer ist insgesamt stark aufgewühlt.zum Vergrößern anklicken
Sturmfluten sind auch eine Bedrohung für küstennahe Infrstrukturen.
Quelle: Wojciech Wrzesien / stock.adobe.com

Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel

Inhaltsverzeichnis

 

WW-I-9: Intensität von Sturmfluten

Die Entwicklung der Sturmfluten an den Nord- und Ostseeküsten zeigt an den fünf berücksichtigten Pegeln steigende Trends. Eine Ausnahme bildet Kiel, dort gibt es keinen signifikanten ⁠Trend⁠.

Die Linien-Grafik zeigt den Mittelwert der jährlichen höchsten Tidemittelwassers über 19 Jahre für Cuxhaven (Nordsee) ab 1900, für Travemünde (Ostsee) ab 1853, für Kiel (Ostsee) ab 1901, für Wittdün (Nordsee) ab 1936, für Saßnitz (Ostsee) ab 1954 und für Borkum (Nordsee) ab 1963. Alle Zeitreihen bis auf Kiel zeigen einen signifikant steigenden Trend.
WW-I-9: Intensität von Sturmfluten

Die Linien-Grafik zeigt den Mittelwert der jährlichen höchsten Tidemittelwassers über 19 Jahre für Cuxhaven (Nordsee) ab 1900, für Travemünde (Ostsee) ab 1853, für Kiel (Ostsee) ab 1901, für Wittdün (Nordsee) ab 1936, für Saßnitz (Ostsee) ab 1954 und für Borkum (Nordsee) ab 1963. Alle Zeitreihen bis auf Kiel zeigen einen signifikant steigenden Trend.

Quelle: Bundesanstalt für Gewässerkunde (Pegeldatenbank der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes)
 

Erhöhung von Sturmfluten durch Meeresspiegelanstieg


An der Nordseeküste wird von Sturmfluten gesprochen, wenn der Wasserstand 1,50 m über dem mittleren Hochwasserstand liegt. Sturmfluten entstehen, wenn Wind mit Sturm- oder Orkanstärke und auflandiger Windrichtung größere Wassermassen gegen eine Küste drückt. Tritt der durch den Wind verursachte Windstau während eines astronomischen Hochwassers (etwa MHW) auf, kann dies an der Nordseeküste ab Windstärke Bft. 8–9 (Beaufortskala) aus Nord West zu einer ⁠Sturmflut⁠ führen.

Eine zusätzliche Erhöhung von Sturmfluten kann durch Fernwellen entstehen, die von Windfeldern im Nordatlantik erzeugt werden und ähnlich wie die Gezeitenwelle gegen den Uhrzeigersinn durch die Nordsee laufen.

Aufgrund des Anstiegs des Meeresspiegels an der Nordsee in den letzten hundert Jahren haben Sturmfluten in der Nordsee heute ein höheres Ausgangsniveau und laufen höher auf. Neben dem Meeresspiegelanstieg kommt es vor allem in den Ästuaren zur Erhöhung von Sturmflutwasserständen durch zunehmende Eindeichung und das Absperren von Nebenflüssen von Ems, Weser und Elbe. Damit sind die natürlichen Überflutungsflächen erheblich eingeengt worden.

Größere Sturmflutereignisse führen im Allgemeinen zu Schäden an küstennahen Gebäuden und Infrastrukturen. Vor allem an der Nordsee hatten große Sturmfluten in der Vergangenheit große zur Folge. Sturmfluten werden seit fast 2.000 Jahren an den deutschen Küsten dokumentiert. Schon 1219 kam es durch die sogenannte „Grote Mandränke“ an der Nordseeküste zu etwa 36.000 Todesopfern. Die Sturmflut vom 16. Februar 1962, die in der gesamten Deutschen Bucht und insbesondere in Hamburg auftrat, hat sich vielen Menschen eingeprägt. Durch die große Nordfrieslandflut im November 1981 kam es zu umfangreichen Schäden vor allem an den durch Dünen und nicht durch Deiche gesicherten Nordseeinseln. Der Orkan Anatol im Dezember 1999 erreichte Sturmspitzen von bis zu 200 Stundenkilometern und führte kurzfristig zu einem sehr hohen Anstieg der Pegelstände im gesamten Nordseegebiet. Im Dezember 2013 war das gesamte Nordseegebiet vom Orkan Xaver und einer teils sehr schweren Sturmflut betroffen. Die Deiche am Festland hielten den Wassermassen stand, aber an den Ost- und Westfriesischen Inseln kam es zu starken Dünenabbrüchen.

An der Ostsee, wo die Gezeiten kaum eine Rolle spielen, bestimmen vor allem die Dauer und die Stärke des Windes, ob eine Sturmflut entsteht. Wasserstände ab einem Meter über dem mittleren Wasserstand gelten hier als Sturmflut. An der Ostsee kommen außerdem die sogenannten „Seiches“ (französisch für stehende Welle) zum Tragen, bei denen bei West- oder Nordwestwinden das Wasser von der deutschen Ostseeküste weggedrückt wird. Bei einem Nachlassen des Sturms schwappt das Wasser dann zurück und führt zu Sturmfluten an der westlichen Ostseeküste. Im weiteren Verlauf kommt es zu einer Pendelbewegung des Ostseewassers (Hin- und Herschwappen) bis zum Abklingen. Das gleiche Phänomen ist auch bei anhaltenden Ostwinden zu beobachten. Zusätzlich tragen Luftdruckveränderungen, die Eigenschwingungen der Wassermassen erzeugen, wesentlich zu Wasserstandschwankungen bei.

An der deutschen Ostseeküste liefen jeweils am Jahresbeginn 2017 und 2019 schwere Sturmfluten auf. In Wismar wurde zum Abend des 3. Januar 2017 ein Wasserstand von 1,83 m über dem mittleren Wasserstand erreicht, der zwei Jahre später am 2. Januar 2019 am gleichen Ort mit 1,91 m übertroffen wurde. Nach diesen Ereignissen wurden vor allem an den Küsten und Stränden Schäden verzeichnet.

Die Erhöhung der Intensität von Sturmfluten durch den Anstieg des Meeresspiegels kann mit dem jährlich höchsten Tidehochwasser (⁠HThw⁠) an den Nordseepegeln bzw. dem jährlich höchsten Hochwasser (⁠HW⁠) an den Ostseepegeln beschrieben werden. Der ⁠Indikator⁠ betrachtet das höchste Tidehochwasser pro Jahr an der Nordsee und das höchste Hochwasser pro Jahr an der Ostsee. Für diese Wasserstände wurde durch die BfG ein ⁠gleitendes Mittel⁠ über 19 Jahre ermittelt.

Für die ausgewählten Pegel der Nordsee lässt sich ein ⁠Trend⁠ in der Größenordnung der Meeresspiegelerhöhung ableiten. Für die Ostseeküste zeigt sich verstärkt ein zyklisches Verhalten mit einer Periodizität von 30 bis 40 Jahren, das auch an der Nordsee den Trend überlagert. Aus der Darstellung auf Basis gleitender 19-Jahresmittelwerte sind extreme Einzelereignisse nicht abzulesen. Lediglich Häufungen von solchen Ereignissen führen zu ansteigenden Werten.

 

Schnittstellen

WW-I-8: Wassertemperatur des Meeres

WW-R-3: Investitionen in den Küstenschutz

 

Ziele

Raumordnerische Voraussetzungen für den Schutz gegen zunehmende ⁠Sturmflut⁠- und Hochwasserrisiken (⁠DAS⁠, Kap. 3.2.14)