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Wie Klimadaten der Schifffahrt helfen können

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Problem Niedrigwasser - Wie Klimadaten der Schifffahrt helfen können

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Niedrigwasser ist besonders in heißen Sommern ein Problem für die Schifffahrt. Eine neue Methode soll helfen, Wasserpegel genauer vorherzusagen.

Rheinfähre legt am Ufer an
Niedrigwasser im Rhein - mit einer neuen Methode sollen die Pegelstände im Voraus noch besser berechnet werden können (Archivfoto 30.7.2020).
Quelle: DPA

Der Hitzesommer 2018 mit seinen Niedrigwasserständen ist noch gut in Erinnerung. Vor allem die Binnenschifffahrt sowie die Industrie entlang von Elbe und Rhein hat es damals schwer getroffen. Lieferengpässe und Produktionsausfälle waren an der Tagesordnung.

Ein betroffenes Unternehmen war Covestro in Leverkusen. "Wir sind darauf angewiesen, dass die Zu- und Auslieferung von Rohstoffen einwandfrei funktioniert", erklärt ein Unternehmenssprecher. Bei niedrigem Wasserstand stellt das Unternehmen auf einen Umschlag über Bahn und Lkw um - "das ist jedoch nur begrenzt möglich und benötigt eine ausreichende Vorlaufzeit".

Niedrigwasser bis zu drei Monate im Voraus bestimmen

Forscherinnen des Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), haben nun eine Methodik entwickelt, anhand dieser sie mithilfe globaler Meeres- und Klimadaten Niedrigwasserstände in deutschen Flüssen bis zu drei Monate im Voraus vorhersagen können.

Monica Ionita gelang es 2015, ein statistisches Berechnungsmodell zu entwickeln, mit dem sie genau abschätzen kann, wie viel Wasser künftig an verschiedenen Stellen in ausgewählten Flüssen - wie Rhein und Elbe - fließen wird. Überprüft wurde das Modell anhand der Daten des Hitzesommers 2018.

Für uns war der extreme Sommer ein willkommener Härtetest, mit dem wir unsere Vorhersagemethode noch einmal bis in das letzte Detail überprüfen konnten.
Monica Ionita, Forscherin am AWI

Laut Weltwasserbericht der Unesco haben 2,2 Milliarden Menschen keinen Zugang zu sauberem Wasser. Der weltweite Wasserverbrauch ist sechs Mal so hoch wie vor 100 Jahren.

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Reeder können besser planen

Für die Industrie sind möglichst lange Vorhersagehorizonte essenziell. "Reedereien und alle von ihren Transporten abhängigen Betriebe benötigen Planungssicherheit, wenn sie ihre Aufträge termingerecht erfüllen wollen", weiß die Forscherin.

Würden die Reeder drei Monate im Voraus wissen, dass es einen trockenen Sommer mit geringen Abflüssen und extremen Niedrigwasser geben wird, könnten sie ihre Ressourcen besser verwalten. So würden entweder rechtzeitig mehr Ladeschiffe eingesetzt, oder die Lademenge an die erwartete Wassermenge angepasst werden können.

BASF hofft auf bessere Langzeitprognosen

Die BASF in Ludwigshafen zum Beispiel benötigt die Kenntnis zu Niedrigwassersituationen, um die Produktion am Standort zu sichern. "Wir haben ein Frühwarnsystem für Niedrigwasser mit einer Vorwarnzeit von sechs Wochen entwickelt, dadurch können situationsbedingte Anpassungen der Logistikaktivitäten vorgenommen werden", erklärt eine Sprecherin der BASF.

Zur Verbesserung der Pegelvorhersagen arbeitet das Unternehmen mit den Experten der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) zusammen und beschäftigt einen eigenen Meteorologen. "Durch die Vernetzung von Daten aus verschiedenen Quellen werden wir dann künftig genauere Langzeitprognosen für Wetter, Wasserstände und Lieferketten erstellen können", fügt die Sprecherin hinzu.

Zum Verständnis

  • Die 6-Wochen-Vorhersage, auf der das "Frühwarnsystem" der BASF im Wesentlichen basiert, wurde von der BfG im Rahmen mehrerer durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur sowie die EU geförderter Forschungsprojekte entwickelt.
  • Im Zuge dieser Entwicklungen der BfG hat sich das Unternehmen BASF als einer von mehreren Praxispartnern intensiv in die Erprobung dieser Langfristprognose für das Alltagsgeschäft eingebracht.
  • Die 6-Wochen-Vorhersage steht allen interessierten Nutzern kostenfrei zur Verfügung. Im Gegensatz zur wahrscheinlichkeitsbasierten 10-Tages-Vorhersage für den Rhein, die seit Anfang Dezember 2019 über das Wasserstraßen-Portal ELWIS der WSV publiziert wird, befindet sich die 6-Wochen-Vorhersage noch in der prä-operationellen Testphase.

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Besseres Wassermanagement als Ziel

Auch Covestro arbeitet mit dem Bundesanstalt für Gewässerkunde zusammen. "Unsere Erfahrung bisher ist, dass die wahrscheinlichkeitsbasierten Vorhersagen für die folgenden vier bis sieben Tage recht zutreffend sind", erklärt ein Unternehmenssprecher. Die Qualität der Vorhersage hänge jedoch stark von unter anderem der Stabilität der jeweils herrschenden Gesamtwetterlage ab. "Bei stabilen Hochdruckwetterlagen treffen die Vorhersagen genauer ein", fügt der Sprecher hinzu.

Eine dreimonatige Vorhersagbarkeit von extremen Niedrigwasserständen basierend auf dem Berechnungsmodell des Alfred-Wegener-Instituts ist zumindest für das Leverkusener Unternehmen eine interessante Alternative: "Es würde uns helfen, die Maßnahmen bei Niedrigwasser zielgerichteter und mit mehr Vorlauf umsetzen zu können".

Forscherin Monica Ionita ist sich sicher, dass eine richtige Prognose das Wassermanagement selbst verbessern würde:

Wir können nicht verhindern, dass es zu Dürreperioden kommt, aber wir können Wege zu einem besseren Management von Trockenperioden aufzeigen.
Monica Ionita
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