Verbesserter Küstenschutz Hamburger Forscher-Team entwickelt Sturmflut-KI
Hamburger Forscher haben eine Methode entwickelt, die Sturmfluten exakter vorhersagt als klassische Klimamodelle. Das KI-Modell hat einen entscheidenden Vorteil.
Mit künstlicher Intelligenz lassen sich Häufigkeit und Höhe von Sturmfluten in den nächsten zehn Jahren vorhersagen. Klimaforscher Daniel Krieger von der Universität Hamburg hat mit seinem Team eine Methode entwickelt, die klassische Klimamodelle mit KI kombiniert. Das Fachmagazin "Geophysical Research Letters" veröffentlicht die Ergebnisse.
Anhand von Daten aus Cuxhaven, Esbjerg (Dänemark) und Delfzijl (Niederlande) zeigt die Studie: Das Modell ist erstaunlich verlässlich. Während in Cuxhaven in den letzten zehn Jahren durchschnittlich 11,6 Sturmfluten pro Jahr gemessen wurden, berechnete das Modell im Test für denselben Zeitraum einen Wert von 12,8 – mit einem Toleranzbereich von 1,6 Sturmfluten nach oben und unten.
Anzahl der Fluten gleich – aber Pegel steigen
"Bis 2029 bleibt der Wert mit zwölf Sturmfluten jährlich ähnlich", erklärt Klimamodellierer Krieger. Anders bei der Höhe der Fluten: "Während die höchste jährliche Sturmflut der letzten zehn Jahre im Schnitt bei 2,5 Metern lag, zeigt unser Modell für die kommenden fünf Jahre im Mittel drei Meter an."
Bisher konnten Klimamodelle nur prognostizieren, ob sich Stürme über der Nordsee häufen – nicht aber, wie sie einzelne Küstenstädte treffen. Nützlich sind die Informationen zum Beispiel für den Küstenschutz, geplante Deichbauten oder eine sichere Infrastruktur von Häfen.
Mit historischen Daten trainiert
Das Modell nutzt Daten aus jahrzehntelangen Pegelmessungen. Allein für Cuxhaven stehen 700.000 Wasserstände seit 1940 zur Verfügung. Ergänzt mit Wetterkarten und Luftdruckdaten speiste das Team den Algorithmus, der aus den Mustern lernt.
80 Prozent der Daten flossen ins Training des Modells, der Rest blieb zur Prüfung der Vorhersagequalität des Modells geheim.
Eine Sekunde für komplette Sturmflut-Prognose
Eine komplette Sturmflut-Prognose benötigt weniger als eine Sekunde Rechenzeit – herkömmliche Klimamodelle brauchen dafür oft Tage. Auch spannend: Die genauesten Vorhersagen erwartet Krieger für die 2030er Jahre.
Derzeit dämpft eine natürliche Klimaschwankung mit einem Zyklus von 35 Jahren den Anstieg des Meeresspiegels, doch das könnte sich bald umkehren. Die neuen KI-gestützten Modelle könnten frühzeitig zeigen, wo besonders hohe Sturmfluten drohen.
- Pressemitteilung der Universität Hamburg (vom 18. Februar 2025)
