KI simuliert Flutwellen für Spaniens Barrancos

Ein digitaler Zwilling für den Notfall

Wissenschaftler der Universitat Politècnica de València (UPV) haben ein neues System zur Frühwarnung vor Klimakatastrophen vorgestellt. Die Plattform mit dem Namen PGTEC bündelt hydrologische, hydraulische und meteorologische Daten in einem sogenannten digitalen Zwilling. Dieser wurde zunächst für die besonders gefährdete Region um den Barranco del Poyo entwickelt, lässt sich nach Angaben der Entwickler jedoch weltweit einsetzen.

Im Zentrum des Projekts steht die Fähigkeit, aus Live-Regenfällen binnen weniger Stunden konkrete Vorhersagen über mögliche Überschwemmungsgebiete abzuleiten. Wie die Forschungsinstitute VRAIN, IIAMA und ValgrAI bei der Vorstellung am Montag mitteilten, können die Modelle die Ausbreitung des Wassers für die kommenden 48 Stunden darstellen. So ließen sich Behörden und Rettungskräfte frühzeitig auf einen möglichen Katastrophenfall einstellen.

Zwei Systeme, eine Prognose

Die Technologie kombiniert zwei unterschiedliche Simulationsmodelle. Das hydrologische Modell TETIS verarbeitet gemessene und vorhergesagte Niederschlagsmengen aus zahlreichen Quellen. Es berechnet, wie viel Wasser sich in den einzelnen Abschnitten eines Flussbettes bewegen wird und wo Deiche oder Ufer überlaufen könnten. Anschließend greift das Modell HIDRIS, das die räumliche Ausdehnung des Wassers visualisiert – inklusive Fließgeschwindigkeit, Tiefe und der potenziell betroffenen Infrastruktur.

Ein entscheidender Vorteil des Systems liegt laut den Forschern in der Darstellung. Statt zahlreiche Einzelkarten und Prognosen auszuwerten, erhalten die Einsatzkräfte ein einziges, visuell aufbereitetes Lagebild. Farbcodierungen markieren kritische Abschnitte, die Entwicklung der nächsten zwei Tage lässt sich nachvollziehen. Eine einzelne Simulation dauert nach Angaben des Teams nur ein bis zwei Minuten.

Gemeinsame Sprache für Notfalldaten

Wie Sergio Martí, Forscher am VRAIN-Institut, erläuterte, basiert die Plattform auf einer standardisierten Semantik. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Niederschlagswert aus unterschiedlichen Quellen – etwa vom Wetterdienst oder von lokalen Messstationen – einheitlich interpretiert wird. Félix Francés, Professor für Wasserbau an der UPV, betonte, dass diese Datenharmonisierung ein Kernstück des Projekts sei und den Entscheidungsprozess im Ernstfall erheblich beschleunige.

Zur Demonstration nutzten die Wissenschaftler die historischen Daten der verheerenden DANA-Unwetter vom 29. Oktober 2024. Die Simulation zeigte nicht nur den Anstieg der Abflusswerte im Barranco del Poyo, sondern auch die zeitliche Entwicklung der Überflutungsflächen. Zusätzlich testeten die Forscher das Szenario, die gleiche Unwetterlage auf den benachbarten Barranco del Carraixet zu übertragen. Das Ergebnis: Auch dort drohen großflächige Überflutungen bis an den Nordrand Valencias, wenn auch in etwas geringerem Ausmaß als in der Katastrophenregion L'Horta Sud.

Mehr als nur Hochwasser

Das System ist als Werkzeug für verschiedene Szenarien konzipiert. So lässt sich etwa die Effektivität geplanter Hochwasserschutzbauten testen, bevor ein einziger Spatenstich erfolgt. Die Forscher sehen darin eine Art „Was-wäre-wenn-Funktion“ für die Stadt- und Infrastrukturplanung. Auch bei Waldbränden könnte die Plattform helfen, indem sie anhand von Satellitendaten und Temperaturwerten die Brandgefahr einschätzt.

Das Team weist jedoch darauf hin, dass die Entwicklung unter hohem Zeitdruck stand. Die Finanzierung erlaubte nur eine Laufzeit von neun Monaten, weshalb bislang nur ein Teil der möglichen Funktionen umgesetzt werden konnte. Dazu gehören auch KI-gestützte Modelle zur Optimierung von Rettungsressourcen wie etwa der Positionierung von Krankenwagen oder Feuerwehrstationen, wie der Direktor von VRAIN, Vicent Botti, erklärte. Die Plattform soll künftig um weitere Module erweitert werden, um den Schutz vor Extremwetterereignissen weiter zu verbessern.

Wie die Nachrichtenagentur Europa Press berichtet, gilt die Präsentation als wichtiger Schritt für den präventiven Katastrophenschutz in Spanien.

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Quelle: europapress.es