Südoststeiermark, Extremwetterereignis 2023 Foto: JOANNEUM RESEARCH
Das kooperative Projekt ALaDyn (Assessment of Landslide Risk in Dynamic Environments) widmet sich der Entwicklung eines bislang unbeachteten Anwendungsfalls im Rahmen des Digitalen Zwillings von Österreich: der Modellierung gravitativer Massenbewegungen unter spezieller Berücksichtigung der Einbindung dynamischer Einflussfaktoren (z. B. Wetter). Dabei wird ein Demonstrator geschaffen, der gezielt Synergien mit der europäischen Leitinitiative DestinE nutzt.
Durch die Beteiligung am ECMWF-Partnerschaftsprogramm soll zudem die österreichische Kompetenz in den Bereichen Erdbeobachtung und Modellierung in DestinE eingebracht werden. In der Südsteiermark, wo gut dokumentierte, niederschlagsinduzierte Rutschungsereignisse aus den Jahren 2009 und 2023 vorliegen, entsteht ein dynamisches Hangrutschungssuszeptibilitätsmodell.
Dieses kombiniert dynamische Wetter- und Landnutzungsdaten, unter anderem von DestinE, mit statischen geomorphologischen und geologischen Informationen. Ziel ist es, einen automatisierten Prototyp zu entwickeln, der täglich aktualisierte Gefahrenkarten bereitstellt und so eine verbesserte Vorhersage bei Starkregenereignissen ermöglicht.
Ein interdisziplinäres Team aus Forschungseinrichtungen (Universität Graz, JOANNEUM RESEARCH) und einem regionalen Ziviltechnikerbüro (Lugitsch & Partner GmbH) arbeitet in diesem Projekt gemeinsam daran, statische Rutschungssuszeptibilitätsmodelle durch dynamische zu ersetzen. JOANNEUM RESEARCH hat in diesem Projekt die Projektleitung übernommen und setzt fachliche Schwerpunkte in den Bereichen Datenaufbereitung, Modellentwicklung/-bereitstellung und Nutzereinbindung.
Uni Graz – Institut für Geographie und Raumforschung
Lugitsch & Partner Ziviltechniker GmbH
Weltweit leben Millionen von Menschen in Gebieten mit hohem Rutschungsrisiko, verbunden mit zahlreichen Todesopfern und enormen wirtschaftlichen Schäden durch gravitative Massenbewegungen. Niederschlagsinduzierte Rutschungen sind für den Großteil dieser Verluste verantwortlich. Besonders betroffen ist Europa, wobei Österreich innerhalb Europas zu den am stärksten gefährdeten Ländern zählt. Seine geomorphologischen und geologischen Verhältnisse begünstigen gravitative Massenbewegungen. Rutschungssuszeptibilitätsmodelle, deren Produkte in der Regel Gefahrenkarten sind, die rutschungsgefährdete Gebiete ausweisen, konzentrieren sich meist in der Regel auf statische Faktoren wie Geologie und Morphologie. Dynamische Einflüsse wie Extremwetterereignisse, Entwaldung oder Landnutzungsänderungen werden oft vernachlässigt, obwohl gerade sie im Zuge des Klimawandels zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Die vorliegende Studie schließt diese Lücke durch die Entwicklung eines Hangrutschungs-Suszeptibilitätsmodells (Digital Twin dynamische Rutschungssuszeptibilität), das sowohl statische Bedingungen wie Geomorphologie und Geologie als auch dynamische Auslöser wie Niederschlag, Landnutzungs- und Landbedeckungsänderungen berücksichtigt. Die Modellregion ist die Südsteiermark, wo eine hervorragende Datengrundlage vorhanden ist. Im Zuge der Ereignisse 2009 und 2023 wurden mehrere tausend Rutschungen dokumentiert. Das Ereignis im August 2023 – ausgelöst durch das Tiefdrucksystem „Zacharias“ – verdeutlicht die Bedeutung von häufigeren und intensiveren Niederschlagsereignissen in Hinblick auf damit verbundene vermehrt auftretende Rutschungs- und Hangmurenereignisse. Allein bei diesem Ereignis wurden über 3.000 Rutschungen dokumentiert, die Schäden in der Südoststeiermark betrugen über € 30 Mio.
Eine große Herausforderung für eine genaue Modellierung ist der Mangel an detaillierten Zeitreihen zu Extremwetterereignissen und den damit verbundenen Rutschungsereignissen. In der Projektregion sind jedoch umfangreiche Daten dazu vorhanden, die sowohl zur Kalibrierung als auch zur Verifizierung der Modelle verwendet werden können. Zusätzlich werden Wetterdaten des ECMWF, die im Rahmen der EU/ESA-Initiative DestinE („Destination Earth“) entwickelt wurden, sowie Wetterdaten des Wegener-Netzes und INCA (Geosphere Austria) verwendet. Weiters werden Landnutzungsdaten von Copernicus sowie Daten aus österreichischen Datenbanken wie GTIF-AT in die Modelle integriert. Ergänzend werden Fernerkundungstechnologien wie LiDAR eingesetzt, um z.B. die Schutzfunktion von Wäldern besser erfassen zu können.
Ziel ist ein automatisiertes Prototypsystem, das täglich Gefahrenkarten erstellt – basierend auf verschiedenen Szenarien wie plötzlichen Extremwetterereignissen oder Landnutzungsänderungen. Die Kalibrierung und Validierung erfolgt anhand der bereits erwähnten Daten der Starkregenereignisse 2009 und 2023.
Die JOANNEUM RESEARCH ist Innovations- und Technologieanbieter im Bereich der angewandten Forschung. Als Forschungsgesellschaft der Länder und Regionen prägen wir mit unseren Forschungskompetenzen die Entwicklung unserer modernen Gesellschaft und Wirtschaft nachhaltig und menschenzentriert. Als multidisziplinäres Team in flexiblen, innovationsfreundlichen Strukturen leben wir höchste gesellschaftliche und wissenschaftliche Ansprüche.