Warum Hurrican Harvey so zerstörerisch ist

Houston ist eine der beliebtesten Städte der USA, und gleichzeitig eine der am schlechtesten auf Starkregen vorbereiteten. Mit Harvey hat Houston nun einen Wirbelsturm vor der Haustür, dessen Regenfälle selbst die mit Extremwetter erfahrenen US-Meteorologen als “jenseits allen bisher Erlebten” beschreiben. Der Sturm war nach Wirbelsturm-Maßstäben unscheinbar, bis er über dem westlichen Golf von Mexiko Fahrt aufnahm. Kurz vor der US-Küste zog er über einen Wirbel aus warmem Wasser hinweg und wurde binnen kurzer Zeit zu einem Hurrican der Kategorie 4 mit Windgeschwindigkeiten von über 200 Stundenkilometern, der an der Küste erhebliche Schäden anrichtete.

Was bei anderen Wirbelstürmen das Ende der Geschichte ist, war für Harvey erst der Anfang. Der Sturm schwächte sich zwar zum tropischen Sturm ab, dafür transportiert er ungewöhnlich viel Feuchtigkeit und bewegt sich extrem langsam. In den nächsten Tagen wird er den Vorhersagen nach sogar umkehren und ein paar Meilen aufs Meer hinaus ziehen, bevor er wieder auf die Küste trifft. Das heißt: für die nächsten vier, fünf Tage bleibt der Sturm im Wesentlichen wo er ist und pumpt an seiner Ostflanke ein Regenband nach dem anderen nach Texas hinein. Im Fadenkreuz der Unwetterkolonne ist die viertgrößte Stadt der USA: Houston.

Man sollte meinen, ein Hurrikan der Stärke 4 sei zerstörerischer als ein gewöhnlicher tropischer Sturm. So einfach ist es aber nicht, wie gerade der Wirbelsturm Harvey demonstriert. Die auf Windgeschwindigkeiten basierende Saffir-Simpson-Skala ist in gewisser Weise etwas irreführend, denn eine bedeutende und oft besonders tödliche Gefahr bei Wirbelstürmen sind Überschwemmungen durch die ergiebigen Regenfälle. Bisher sind in Houston etwa 600 Liter Niederschlag pro Quadratmeter gefallen, und die Stadt steht unter Wasser. Vielen anderen Orten der Region geht es nicht besser.

Harvey und die Stadtplaner

Ein Teil der gerade in Texas ablaufenden Katastrophe ist allerdings hausgemacht. Über 1000 Liter Regen pro Quadratmeter könnte der Sturm laut Prognosen über der Stadt abladen, und Houston hat seit geraumer Zeit ein Problem mit dem Hochwasserschutz. Schon die örtlichen Gegebenheiten – mehrere Flüsse durchziehen die Stadt und ein 13 Meter tiefer Kanal verbindet den Hafen mit dem Ozean – machen die Stadt anfällig bei Starkregen und Wirbelstürmen.

Bei solchen Regenmengen sind verheerende Überschwemmungen nicht zu verhindern – aber mit einigermaßen vernünftiger Stadtplanung kann man die Schäden durch Hochwasser deutlich in Grenzen halten. Houston tut seit Jahrzehnten das Gegenteil, und die Stadt steht dafür beispielhaft für den ganzen Bundesstaat Texas.[1] Die Stadt ist berühmt dafür, dass man dort mehr oder weniger bauen kann wie man will, auch in den bekannten Gefahrenzonen an den Flüssen. Das ist auch einer der Gründe dafür, dass Houston massiv wächst. Die Stadt gilt als eine der attraktivsten der USA und ist allein von 2014 auf 2015 um 160000 Einwohner gewachsen – vor allem wegen der dank eines Baubooms relativ niedrigen Mieten. Der Preis dafür ist, dass die Überschwemmungen immer schlimmer werden.

Schon lange sterben in Houston mehr Menschen durch Überschwemmungen als überall sonst in den USA, und es gibt auch mehr Hochwasserschäden als im Rest des Landes. Die Stadt ist schon 2009, 2015 und 2016 wegen schwerer Regenfälle abgesoffen, und das bemerkenswerte daran ist, dass etwa ein Drittel der Häuser mit Flutschäden außerhalb der als hochwassergefährdet bekannten Gebiete lag.

Worst-Case-Szenarien

Das normale Ökosystem in der Region Houston ist eine Prärie mit sehr tief wurzelnden Gräsern, die viel Wasser aufnehmen kann. Die neuen Stadtteile aber zerstören dieses natürliche Rückhaltesystem und versiegeln die Oberfläche, so dass das Regenwasser nicht mehr im Boden versickert. Bei Starkregen läuft der meiste Niederschlag in einem großen Schwall in Houstons Flüsse, so dass die stärker über die Ufer treten als in vergangenen Jahrzehnten. Je mehr die Stadt wächst, desto höher steigen die Pegel.

Dabei ist Harvey gar nicht mal der schlimmste denkbare Fall. Es gibt auch Szenarien, nach denen ein gut gezielter Hurrican durch seine Sturmflut die Raffinerien und die chemische Industrie von Houston so massiv schädigt, dass landesweit die Industrie aus Mangel an Rohmaterialien darniederliegt. Dazu wäre nicht mal ein Kategorie-5-Sturm nötig, Kategorie 3 reicht möglicherweise völlig aus.

Harvey ist allerdings am falschen Ort auf Land getroffen und auch zu schwach, aber dafür sitzt er jetzt genau richtig, um die Stadt systematisch zu fluten. Und das wird er wohl auch bis Mitte der Woche tun, denn er kann nirgends hin. Harvey ist eingeklemmt zwischen einem starken Hochdruckgebiet in den westlichen USA und einem zweiten Hoch, das sich vom subtropischen Atlantik in den Golf von Mexiko zieht. Die aktuellen Prognosen sagen, dass Harvey sich deswegen bis auf Weiteres an der Küste herumtreiben wird und mehr Regen bringt. In Houston sind allein in 12 Stunden am Sonntag über 400 Liter pro Quadratmeter Regen gefallen. Das ist vier mal so viel wie bei den Überschwemmungen in Berlin im Juni insgesamt. Laut einigen Vorhersagen könnte Harvey an einigen Orten insgesamt bis zu 1200 Liter Regen pro Quadratmeter abladen, und Houston ist genau im Fadenkreuz.

Der Sturm der nicht sterben wollte

Dass der Sturm so viel Ärger macht, liegt neben der Blockade durch die Hochdruckgebiete auch an seiner Entstehungsgeschichte. Eigentlich war Harvey schon tot: Nachdem er als tropischer Sturm über die Kleinen Antillen gezogen war, wanderte er als unbedeutendes Tief durch die Karibik und über Yucatan hinweg. Satellitendaten vom 21. August zeigen, dass die Meeresoberfläche zwischen Yucatan und Houston konsistent im Bereich von 30 bis 31 Grad warm war – der ganze Golf von Mexiko ist dieses Jahr ungewöhnlich warm.[2] So warmes Wasser heizt die Luft auf und liefert Feuchtigkeit; die warme Luft treibt den Sturm an, indem sie aufsteigt und so nahe der Oberfläche Luft von außen in den Sturm hineinsaugt. Kondensierende Feuchtigkeit erwärmt die aufsteigende Luft zusätzlich. Je wärmer die Luft, desto schneller steigt sie auf und um so stärker wird der Wind.

Das führte dazu, dass der Sturm wieder wuchs und auf halber Strecke über den Golf von Mexiko ein Hurrican der Kategorie 1 wurde. Am 24. August zog Harvey dann über eine in den Daten deutlich erkennbare Zone noch wärmeren Wassers vor der Küste vor Texas. Entscheidend war wohl aber, dass der Sturm dort auf einen warmen Eddy traf, einen großen Wirbel, der in seinem Zentrum  bis in über hundert Meter Tiefe so warm war, und deswegen entsprechend viel Energie lieferte. Zusätzlich war die Windscherung gering, die Wirbelstürme tendenziell schwächt. Harvey traf als Hurrican der Kategorie 4 auf Land und richtete ganz erhebliche Schäden an, speziell nahe der Stadt Rockport.

Die Windgeschwindigkeit ließ dann Samstag Mittag deutlich nach auf etwas über hundert Stundenkilometer im Zentrum, was einem tropischen Sturm entspricht. Allerdings kündigte sich da schon Ärger an, denn die Geschwindigkeit des Sturms selbst sank auf etwa drei Stundenkilometer – sehr gemütliches Fußgängertempo. Langsame Stürme sind mindestens genauso gefährlich wie starke, denn sie laden ihren Regen über längere Zeit am gleichen Ort ab, und das kann extrem viel Wasser sein. Dadurch, dass der Sturm noch so nah am Wasser ist, hat er auch Zugang zu sehr feuchter Seeluft.

Nichts gelernt aus Allison

Ein weiteres Wasser-Problem für Houston kommt vom Meer. Auch wenn Harvey erst kurz vor der Küste hohe Windstärken erreichte und deswegen keine so massive Sturmflut auslöste, besteht die Gefahr, dass der Sturm über mehrere Tage hinweg enorme Wassermassen in die Galveston Bay und durch den tiefen Kanal in Houstons Hafen drückt. Dadurch staut sich das Regenwasser in der Stadt und fließt langsamer ab als es aus höher gelegenen Regionen nachfließt.

Der Witz ist, dass es so etwas wie Harvey schon mal gab. Im Juni 2001 kamen beim Tropensturm Allison in Houston 22 Menschen ums Leben, als ebenfalls bis zu 1000 Liter Regen pro Quadratmeter binnen fünf Tagen fielen. Schon damals erwischte es – wenig überraschend – die tiefgelegenen Regionen nahe den Bayous am stärksten. Damals versuchte die Stadt anschließend, per Gesetz, Neubauten in hochwassergefährdeten Gebieten einzuschränken, was aber kaum klappte. Seither sind in Houston 300.000 Einwohner hinzugekommen – etwa ein Sechstel der Einwohnerzahl. Das Problem zeigt sich gut an den zwei Auffangbecken, die vor sieben Jahrzehnten außerhalb der Stadt gebaut wurden. Jetzt stehen Häuser an ihrem Rand, und die Reservoirs stellen bei sehr starkem Regen selbst eine Gefahr für die Nachbarschaft dar.[3]

Der Sturm Allison ist auch in anderer Hinsicht ein interessantes Vorbild für Harvey. Allison überlebte fast zwei Wochen über Land, ein für Wirbelstürme sehr ungewöhnliches Verhalten, das mutmaßlich auf den so genannten “brown ocean effect” zurückging. Dabei ist der Boden unter dem Sturm so warm und mit Feuchtigkeit gesättigt, dass er kurzzeitig den Sturm mit Energie versorgt. Beschrieben wurde das zuerst am Sturm Erin von 2007, der auch in Texas auf Land traf, sich aber nicht auflöste, sondern in Oklahoma, mitten auf dem Kontinent, noch einmal für schwere Regenfälle sorgte. Wenn der Fall eintritt, könnte Harvey noch länger überleben als erwartet.

Was genau passieren wird, weiß im Moment niemand so genau. Harvey ist ein ungewöhnlicher Sturm, so dass Vergleiche schwierig sind. Der Hurrican Ike, der Houston direkt traf und dabei Hochhäuser entglaste, bewegte sich viel schneller und lud weniger Regen ab, dafür brachte er eine mehrere Meter hohe Sturmflut – was bei Harvey nicht der Fall ist. Von Allison hingegen unterscheidet ihn, dass er als starker Hurrican auf die Küste traf und durch den Wind erhebliche Schäden anrichtete – außerdem ist das Wasser vor der Küste wärmer als im Juni 2001, was mehr Energie und mehr Regen bedeutet. Die schweren Überschwemmungen der Jahre 2015 und 2016 wiederum traten nach deutlich geringeren Regenfällen auf; in beiden Fällen weniger als bereits jetzt auf Houston gefallen ist. Das zumindest ist ein eher schlechtes Zeichen für die nächsten Tage.

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[1] Interessant ist dieser Blogbeitrag, laut dem das Atomkraftwerk South Texas Project (STP) in der Sturmzone nur auf eine 100-Jahres-Flut des benachbarten Flusses vorbereitet sei. Inwieweit dieser Wert übertroffen wird und ob dann mehr passiert als dass sie die Reaktoren doch noch abschalten müssen (was sie bei Harveys Landfall nicht gemacht haben), muss man mal sehen. Ich persönlich glaube nicht, dass da ernsthaft die Gefahr einer Havarie besteht.

[2] Die hohen Meerestemperaturen und der Wärmegehalt des Ozeans, die für Harveys Entwicklung so wichtig waren, hängen natürlich mit dem Klimawandel zusammen, wie Michael Mann gestern schon auf Twitter anmerkte. Der langsam steigende Meeresspiegel und zusätzlicher Wasserdampf in der wärmeren Atmosphäre sind weitere Klimaeffekte, die zumindest das Potenzial haben, die Regenfälle und ihre Folgen schlimmer zu machen. Vermutlich trägt das neue Klima auch dazu bei, dass die Unwetter in Houston mit der Zeit insgesamt stärker und häufiger werden. Aber wie schwer das ist, solche Zusammenhänge an einem Einzelereignis – zumal einem noch laufenden – festzunageln, kann man z.B. hier nachlesen.

[3] Das gilt natürlich auch für die Freeways der Stadt. Man sieht auf den Überschwemmungsfotos gut, dass die Schnellstraßen sehr tief liegen und deswegen sehr viel Wasser aufnehmen. Das schützt benachbarte Häuser, aber eben nur so lange diese “Reservoirs” nicht selbst überlaufen. Außerdem hat Ludmila grade auf Twitter gefragt, ob es so klug ist, die Fluchtrouten als erste absaufen zu lassen. Berechtigte Frage, finde ich.