Ernst Rauch

Stürme – weltweit bedeutendste Elementargefahr

Winterstürme Daria, Lothar und Kyrill in Europa, Taifun Mireille in Japan, Hurrikan Andrew und Hurrikan Katrina in den USA: Nur einige Beispiele großer Sturmkatastrophen, die in den vergangenen Jahren ganze Landstriche verwüstet, Wälder und Küstenorte zerstört und Schäden in Milliarden-Euro-Höhe angerichtet haben. Häufigkeit und Dimension der Schäden rüttelten weltweit die Versicherungswirtschaft auf.

Stürme sind die bedeutendste Elementargefahr der letzten Jahrzehnte – gemessen an der Häufigkeit von Schadenereignissen, an der Gesamtfläche der betroffenen Gebiete und vor allem am Schadenausmaß. So musste die Versicherungswirtschaft immer höhere Sturmschäden tragen: Rund 79 % der 370 Milliarden US$ (Werte von 2007), welche die Assekuranz von 1950 bis 2007 für große Naturkatastrophen zahlen musste, entfielen auf diese Naturgefahr.

Was wissen wir über den Wind?

Meteorologische Beobachtungen von Sturmereignissen werden bereits seit Jahrhunderten dokumentiert – fast so lange, wie es geschriebene Geschichte gibt. Dagegen existieren instrumentelle Messwerte von Windfeldern mit ihrer rund 100-jährigen Geschichte erst relativ kurz. Da Windfelder zudem sehr empfindlich auf die Rauhigkeit einer Region – Topografie, Bewuchs, Bebauung – reagieren, kann man sie über längere Beobachtungsperioden nur in den seltensten Fällen miteinander vergleichen.

Einer der Gründe, warum es bisher nur für wenige Gebiete aussagekräftige Windstatistiken bzw. Sturm-Gefährdungszonierungen gibt. Hinzu kommt: In gebirgigen Gegenden können topografische Einflüsse, etwa Flusstäler, die Sturmgefährdung auf kleinstem Raum extrem verändern. Das meteorologische Routine-Messnetz ist aber meist zu grobmaschig, um auch lokale Veränderungen im Windfeld oder kleinräumige Sturmphänomene wie Tornados und Gewitterböen zu erfassen.

Schnell wie der Wind

Windbeobachtungen bergen noch ein weiteres Problem: Die Geschwindigkeit des Winds nimmt mit der Höhe über Grund stetig zu – und folgt dabei in der Regel dem Potenzgesetz. Sie reagiert jedoch auch stark auf die Rauhigkeit der Erdoberfläche. Kurz: Je glatter die Oberfläche, desto weniger wird die Strömung gebremst.

Daher sind Windgeschwindigkeiten über dem Meer durchschnittlich wesentlich höher als über einer bewachsenen Oberfläche oder einer Großstadt. Da die Höhe, in welcher der Wind gemessen wird, eine so entscheidende Rolle spielt, hat die World Meteorological Organization international vereinbart, zu Vergleichszwecken eine Standardreferenzhöhe von 10 m über Grund zu verwenden.

Turbulente Risikobewertung

Um das Sturmrisiko bestmöglich zu bewerten, benötigt die Assekuranz jedoch weitere Informationen. So ist ein wesentlicher Parameter für das Schadenausmaß die Dauer der Windeinwirkung: Viele Schäden ergeben sich erst als Folge einer Vielzahl von "Windangriffen", sogenannten Lastwechselfällen, die Material ermüden und schließlich brechen lassen.

Neben Geschwindigkeit und Dauer ist auch die Richtung des Winds ausschlaggebend. Bläst er aus stark unterschiedlichen Richtungen, kann dies das Schadenausmaß deutlich beeinflussen: Denn Bäume mit ihrem Wurzelwerk oder Bauwerke mit ihrer Lastenauslegung sind darauf nicht eingestellt.

Der Wind ist turbulent. Kurzzeitige Böen erreichen – verglichen mit dem Mittelwert – wesentlich höhere Windgeschwindigkeiten. Normalerweise liegt das Verhältnis aus Böengeschwindigkeit und Mittelwind, der sogenannte Böenfaktor, zwischen 1,2 und 1,5. In sehr rauem Gelände können aber auch Werte größer 2 erreicht werden. Die Sturmstärke nach der Beaufortskala bezieht sich stets auf den 10-minütigen Mittelwert.

Nicht zuletzt: Aufgrund der turbulenten Natur des Winds schwankt auch die in ihm enthaltene kinetische Energie sehr stark. Diese Eigenschaft wird als Energiespektrum des Winds bezeichnet und entscheidet über Schäden an Bäumen und schwingungsfähigen Bauwerken, insbesondere Brücken, Türmen oder Kaminen.

Stürme: von tropisch bis winterlich

Meteorologisch lassen sich Stürme im Wesentlichen in vier Klassen unterteilen: tropische Wirbelstürme, außertropische Stürme (Winterstürme), regionale Stürme (auch: Monsunstürme) sowie lokale Stürme (Tornado, Gewitter/Hagel). Die exemplarischen Zugbahnen sowie Entstehungsorte der verschiedenen Sturmtypen verdeutlicht unsere Grafik "Weltkarte der Stürme".