Wie Waldbrände das Hochwasserrisiko dramatisch erhöhen

Waldbrände vernichten nicht nur Wälder, sondern erhöhen auch das Risiko für schwere Überschwemmungen in und unterhalb der betroffenen Gebiete. Dies geschieht, weil durch die Brände die Vegetation zerstört und natürliche Wasserkreisläufe gestört werden. Mit dem fortschreitenden Klimawandel nehmen sowohl die Häufigkeit als auch die Intensität von Waldbränden und Starkregenereignissen zu. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit für verheerende Fluten in Zukunft weiter an.

Für die Planung von Schutzmaßnahmen und Infrastruktur ist es entscheidend, die genauen Auswirkungen von Waldbränden auf das Hochwasserrisiko zu verstehen. Eine aktuelle Studie, veröffentlicht in Water Resources Research, liefert dazu neue Erkenntnisse.

Untersuchung von sieben betroffenen Wassereinzugsgebieten

Die Forscher Canham und Lane analysierten Abflussdaten des U.S. Geological Survey’s National Water Information System sowie Niederschlagsdaten aus dem NOAA Analysis of Record for Calibration. Ihr Ziel war es, die Auswirkungen von Stürmen auf sieben abgebrannte Wassereinzugsgebiete im Westen der USA zu quantifizieren.

Da Daten zu Überschwemmungen in den Jahren nach einem Waldbrand oft begrenzt sind, entwickelten die Wissenschaftler ein innovatives Paarungsverfahren für Stürme. Dabei identifizierten sie zunächst die fünf höchsten Abflussspitzen innerhalb von drei Jahren nach einem Brand – sogenannte Postfire Peak Flows (PFPFs). Anschließend suchten sie nach vergleichbaren Stürmen, die vor dem Brand aufgetreten waren und ähnliche Merkmale aufwiesen. Dazu zählten unter anderem die Jahreszeit, vorheriger Niederschlag sowie Dauer, Intensität und Menge des Regens.

Deutliche Zunahme der Abflussspitzen nach Bränden

Die Analyse ergab, dass in vielen Fällen die Abflussspitzen nach einem Waldbrand deutlich höher ausfielen als zuvor. Dies unterstreicht die akute Gefahr für Gemeinden in betroffenen Regionen und bestätigt die Wirksamkeit der gewählten Methode.

Insgesamt wurden 26 PFPF-Ereignisse dokumentiert, davon 20 mit vergleichbaren Vorläuferstürmen. Bei 75 % der postfire Stürme lagen die Abflussspitzen mindestens doppelt so hoch wie vor dem Brand. Besonders häufig traten diese Ereignisse im ersten Jahr nach einem Brand auf. Typischerweise folgten sie Stürmen, die oberhalb des Gebietszentrums lagen, eine gleichmäßige Form hatten und das gesamte Wassereinzugsgebiet sowie die Brandfläche vollständig bedeckten. Zudem deutet die Studie darauf hin, dass der erste Sturm nach einem Brand eine besonders hohe Wahrscheinlichkeit für extreme Abflussspitzen birgt.

Ausblick: Weitere Forschung und mögliche Schutzmaßnahmen

Die Autoren der Studie schlagen vor, in zukünftigen Untersuchungen insbesondere die Eigenschaften von Stürmen über abgebrannten Gebieten genauer zu betrachten. Dazu gehören etwa die Zugrichtung der Stürme oder die Erholung der Wassereinzugsgebiete. Zudem könnte die Anwendung automatisierter Methoden auf weitere Gebiete und Ereignisse die Aussagekraft der Ergebnisse stärken.

Die Studie wurde in Water Resources Research veröffentlicht und ist unter diesem Link einsehbar.