Hochwasser 22.07.2021, 08:20 Uhr

Innovativer Katastrophenschutz: Sensoren übernehmen persönliche Warnung

Zu wenig und zu spät sei vor dem Starkregen gewarnt worden: Hat unser Katastrophenschutz versagt? Forschende entwickeln eine Lösung, die dank Sensoren und KI jeden Bürger warnen kann.

Couch versinkt im Wasser

Damit Menschen ihr Hab und Gut rechtzeitig bei Unwetter sichern können, entwickeln Forschende ein Sensornetzwerk. Foto/Symbolbild: panthermedia.net/2mmedia

Nachdem das Wasser abgepumpt ist, kommt das ganze Ausmaß der Zerstörung zum Vorschein. Orte wie Bad Neuenahr-Ahrweiler existieren förmlich nicht mehr. Der Aufbau der Kurstadt wird wohl Jahre dauern. Hat der Katastrophenschutz in Deutschland versagt? Das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe wies die Kritik zunächst entschieden zurück. Jetzt räumt Armin Schuster, Präsident des Bundesamtes, erste Fehler im System ein.

„Die Tragödie ist nicht mit Worten zu greifen“, sagte Schuster im ARD-„Morgenmagazin“. Er könne aber auch nicht so tun, als wäre das ideal gelaufen: „Das ist nicht optimal gelaufen.“

Es sei zu spät gewarnt worden und der deutsche Katastrophenschutz sei für künftige Unwetter schlecht aufgestellt. So lauten die Vorwürfe nach der verheerenden Flutwelle in Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Teilen von Bayern und Sachsen. Bei einer Warnung spielten „unglaublich viele“ in einer Meldekette eine Rolle, so Schuster. „Wir drücken auf den Warnknopf erst im Kriegsfall.“

„Beim Katastrophenschutz sind wir genauso schlecht vorbereitet wie beim Pandemie-Schutz“, sagt der SPD-Bundestagsabgeordnete Karl Lauterbach.

Auf Twitter gibt Lauterbach an: „Wir müssen Deutschland besser vor Klimawandel schützen.“

Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) fordert eine Aufarbeitung möglicher Fehler. Der Deutsche Landkreistag warnte hingegen davor, das System „grundlegend infrage zu stellen“. Reinhard Sager, Präsident des Deutschen Landkreistags, gibt an: „Gegen derart blitzschnell hereinbrechende Naturgewalten ist der Mensch ab einem gewissen Punkt einfach machtlos. Das sollten wir uns bewusst machen und es akzeptieren.“ Doch ist Akzeptieren hier die adäquate Lösung anhand des Leides, das viele Menschen in den letzten Tagen erfahren haben? Die Frage sei jetzt, wie das Warnsystem verbessert werden könne, zum Beispiel mit mehr Sirenen und Warnungen per SMS.

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Warn-App Nina erreicht zu wenige Menschen

Nur fast neun Millionen Deutsche nutzen die Warn-App „Nina“. Sirenen gibt es in vielen Kommunen nicht mehr. Vor allem stellt sich die Frage, wie Menschen schnell gewarnt werden können, die kein Smartphone nutzen. Viele ältere Menschen betrifft das.

Ab der Nacht des 14. Juli bis zum Freitagnachmittag wurden über die Warn-App des Bundesamtes für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) über 95 Warnmeldungen verschickt. Die App hält Nutzende standortgenau auf dem Laufenden und gibt Notfalltipps.

Der nordrhein-westfälische Innenminister Herbert Reul (CDU) räumte ein, dass „nicht alles hundertprozentig funktioniert habe, denn dann hätte es keine Todesopfer gegeben“. Nach seinem Kenntnisstand habe es aber „keine großen grundsätzlichen Probleme“ gegeben. Dennoch plädierte er für eine Optimierung der Warnsysteme.

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Britische Wasserwissenschaftlerin kritisiert Katastrophenschutz in Deutschland

Nicht nur im Inland werden kritische Stimmen laut. Die britische Hydrologie-Professorin Hannah Cloke spricht in der „Sunday Times“ von einem „monumentalem Systemversagen“. Cloke ist Mitentwicklerin des europäischen Hochwasser-Warnsystems Efas. Tage vor dem Unwetter mit anhaltendem Starkregen hätten Satelliten Vorzeichen für die nahende Katastrophe gegeben. Die deutschen Behörden seien gewarnt worden. Der Vorwurf aus dem Ausland trifft Bund und Länder schwer.

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Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe verteidigt sich

Armin Schuster leitet das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe. Im ZDF verteidigt er die Warninfrastruktur, „die im Bund gut geklappt habe“. Der Deutsche Wetterdienst habe laut ihm „relativ gut gewarnt“.

„Wir haben 150 Warnmeldungen über unsere Apps, über die Medien ausgesendet.“

Welchen Ort es mit welcher Regenmenge treffen werde, sei kurz vorher schwer vorherzusagen. In welchen Gebieten die Menschen durch Sirenen gewarnt worden seien und wo nicht, könne er im Moment nicht sagen. Aktuell laufe eine Bestandsaufnahme der Warnsysteme. Seit zwei Monaten bestehe ein Förderprogramm in Höhe von 90 Millionen Euro, um Warn-Sirenen zu reaktivieren.

Sensoren und Künstliche Intelligenz kündigen Unwetter straßengenau an

Die Suche nach sicheren Lösungen, die Menschen erreichen, steht im Fokus. 25square ist solch eine Lösung. Ein intelligentes Sensornetzwerk soll Unwettervorhersagen präzisieren. Das Forschungsprojekt 25square will bis 2023 das gesamte Ruhrgebiet mit Messnetzwerk ausstatten. Viele Menschen hatten nicht mehr die Zeit sich und ihr Hab und Gut in Sicherheit zu bringen. Das soll das Sensornetz verhindern.

Regenprognosen sind generell sehr ungenau, da wichtige Daten aus Kostengründen nicht flächendeckend erfasst werden. Lokale Wettereinflüsse wie Bebauung werden kaum berücksichtigt. Unwetterwarnungen gelten daher oft nur für weitläufige Regionen. 25square will das ändern und hat ein KI-gestütztes Sensornetz entwickelt, das ein drohendes Unwetter straßengenau mindestens 60 Minuten vorher ankündigt.  In dieser Zeit können Betroffene wichtige Güter aus dem Keller retten oder zu Verwandten fahren, die nicht betroffen sein werden. Feuerwehr und Technisches Hilfswerk könnten sich eher in Stellung bringen.

„Bisher können wir alle nur auf Starkregen reagieren, wir wollen den Menschen mehr Zeit verschaffen“, sagt Projektmitglied Benjamin Mewes.

Studien aus New York greifen in Bochum

Die Analyse startet in New York. In der Weltmetropole habe sich gezeigt, dass Starkregen schon auf wenigen Quadratmetern unterschiedliche Auswirkungen hat. An einer Stelle kommt es zur Jahrhundertflut, nebenan bleibt es fast trocken. Messungen Anfang Juli haben das in Bochum untermauert. Während die 25square-Regensensoren hochgerechnet 105 Liter Regen pro Quadratmeter verzeichneten, zeigen andere Daten „nur“ 60 Liter/qm. Starkregen muss also an vielen Stellen parallel gemessen werden. Augen und Ohren sind die Sensoren.

„Wichtig ist uns, dass unsere Regensensoren günstig zu produzieren, leicht zu installieren und robust genug für den Außeneinsatz sind”, sagt Projektleiterin Tabea Röthemeyer.

Der Sensor besteht aus:

  • einem Messaufnehmer
  • einer Digitalisierungseinheit
  • einem Datenübertragungsmodul, das die Daten mit Zeitstempel in die Cloud sendet.

Ein Prellteller bildet das Herzstück. In Echtzeit wird aufgezeichnet, wo wie viel Regen vom Himmel fällt. In Kombination mit Stadtkarten kann das Forschungsteam die Bebauung in die Berechnung einbeziehen. Bielefeld und Bochum haben ebenfalls Interesse an dem KI-System bekundet. In Bochum sei die Feuerwehr bereits überzeugt von dem System und arbeitet aktiv mit den Sensoren-Standorten.

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Katastrophenschutz: Bürger werden über Sensor im Garten gewarnt

Wie erhalten nun Bürgerinnen und Bürger eine Warnung durch 25square? Zum einen sollen die Ergebnisse als Open Data zur Verfügung gestellt werden. Möglich sei, dass jeder Hausbesitzer einen eigenen Regensensor an der Anlage installiert und so persönlich gewarnt wird. Ermöglichen soll das ein Open-Hardware-Ansatz.

Team auf Rasen mit Sensoren

Das Projektteam von 25square.

Foto: Auto Intern, Okeanos Consulting

Ein Beitrag von:

  • Sarah Janczura

    Sarah Janczura

    Sarah Janczura ist Content Manager und verantwortliche Redakteurin für ingenieur.de. Nach einem Volontariat mit dem Schwerpunkt Social Media war sie als Online-Redakteurin in einer Digitalagentur unterwegs. Sie schreibt über Technik, Forschung und Karrierethemen.

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