Küste Hero Istock-1071052286 Hraun
Projekt

MOSES

Modular Observation Solutions for Earth Systems

MOSES ist ein Beobachtungssystem des Helmholtz-Forschungsbereichs "Erde und Umwelt", dass die Entwicklung und Auswirkungen hochdynamischer, oft extremer Ereignisse mithilfe eines systemischen Überwachungsansatzes untersucht.

Ereignisse und Trends

Durch die Quantifizierung von Energie-, Wasser-, Nährstoff- und Treibhausgasflüssen während kurzfristiger Ereignisse wie Wetterextreme, abruptes Auftauen von Permafrost oder sich schnell verändernder Meeresströmungen liefert das System Daten, um potenzielle langfristige Umweltauswirkungen zu erforschen. Solche ereignisorientierten, aber bereichsübergreifenden Datensätze sind notwendig, um die Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen und Anpassungsstrategien zu entwickeln.

Meteorologische und hydrologische Extreme

In den letzten Jahrzehnten haben Wetterextreme wie Starkregenereignisse und daraus resultierende Überschwemmungen sowie Hitzewellen und Dürren weltweit zugenommen und verursachen enorme ökologische und sozioökonomische Schäden. Die MOSES-Arbeitsgruppe "Meteorologische und hydrologische Extreme" untersucht umfassende Ereignisketten von der Entstehung solcher Extreme bis zu deren Umweltauswirkungen. Darüber hinaus wird das Messsystem genutzt, um gekoppelte Ereignisse zu erfassen und zu untersuchen, die aus einer Kombination dieser Gefahren entstehen.

Starkregen und Überschwemmungen

In den vergangenen 30 Jahren hat die Häufigkeit von Starkregenereignissen weltweit zugenommen, und Prognosen deuten auf eine Zunahme von Flussüberschwemmungen im Verlauf des Jahrhunderts in den meisten Regionen hin. Bemerkenswerte Extremereignisse in Mitteleuropa waren die Hochwasser in den Einzugsgebieten der Elbe und Donau in den Jahren 2002, 2006, 2010 und 2013. Im Jahr 2021 waren mehrere europäische Länder von schweren Überschwemmungen betroffen, die in der deutschen Eifel besonders verheerend waren. Allein in Deutschland verloren mehr als 180 Menschen ihr Leben, und die Schäden überstiegen 33 Milliarden Euro. Zusätzlich führten konvektive Stürme in den Jahren 2016 und 2017 zu einer Reihe lokaler Sturzfluten in kleinen Flusseinzugsgebieten. Aufgrund der enormen sozioökonomischen Schäden ist ein gründliches Verständnis der Entwicklung und Auswirkungen von Starkregen- und Hochwasserereignissen unerlässlich.

Der Fluss Elbe, sein Ästuar und die Küstennordsee standen in den letzten Jahren im Fokus der MOSES-Kampagnen, bei denen vor allem die Auswirkungen extremer Niedrigwasserereignisse auf den Transport gelöster Nährstoffe und Schadstoffe sowie auf die Treibhausgasemissionen von der Binnenelbe bis zur Nordsee untersucht wurden. Hereon hat in Zusammenarbeit mit UFZ, AWI und GEOMAR aktiv an der Planung dieser Kampagnen mitgewirkt, sie mit unserem Forschungsschiff Ludwig Prandtl durchgeführt und die hydrologische, biogeochemische und schadstoffbezogene Situation im Gezeitenbereich der Elbe, dem Elbeästuar und der Deutschen Bucht analysiert. Mindestens eine Kampagne pro Jahr hat dazu beigetragen, Vergleichswerte für verschiedene Parameter zu erfassen, anhand derer Extremereignisse bewertet werden können.

Mit der Welle unterwegs: MOSES-Ad-hoc-Kampagne sammelt einzigartige Daten während der Elbe-Flut

Nachrichtenartikel über das Elbehochwasser und die Datenerhebung

Wissenschaftler vom UFZ, HEREON, GEOMAR und AWI rückten Ende Dezember 2023 kurzfristig aus, um die Auswirkungen der jüngsten Flut entlang der Elbe bis in die Nordsee zu erfassen. Der Einsatzplan für ein solches Hochwasserereignis lag bereits seit mehreren Jahren in der Schublade, musste nun jedoch rasch während der Weihnachtsferien umgesetzt werden. Mit Beginn des Hochwassers Ende Dezember verfolgten UFZ-Wissenschaftler den Scheitelpunkt der Hochwasserwelle über acht Tage hinweg von Bad Schandau an der deutsch-tschechischen Grenze bis nach Lauenburg bei Hamburg. Ab dem Wehr in Geesthacht übernahmen Kolleg*innen von Hereon die Überwachung der Hochwasserwelle in der Tideelbe und ihrem Eintrag in die Deutsche Bucht. Diese Untersuchungen wurden aktiv durch die Hamburg Port Authority und den Fährbetreiber FRS Elbfähre Glückstadt Wischhafen unterstützt. Nach dem Eintreffen der Welle in Cuxhaven begannen Wissenschaftler von AWI und GEOMAR mit ihren Beobachtungen in der Deutschen Bucht. Diese Kampagne (und MOSES im Allgemeinen) ist ein hervorragendes Beispiel für den Mehrwert der Zusammenarbeit, nicht nur zwischen Disziplinen, sondern auch zwischen Forschungszentren und Fachbereichen.