Wie hoch ist das Risiko eines Waldbrandes?

Harald Vacik vom Institut für Waldbau der Universität für Bodenkultur in Wien hat ein System entwickelt, mit dem diese Gefahr besser eingeschätzt werden kann. Da sie durch die Klimakrise weiter steigen wird, hilft sein System schon heute, rechtzeitig Vorkehrungen zu treffen. Ein Gespräch über Entzündungsgefahren, Klimaextreme und Algorithmen, die Leben retten.

Ist die Waldbrandgefahr in den letzten fünf Jahren gestiegen?
Für ganz Österreich können wir das noch nicht statistisch signifikant feststellen. In den südlichen Randalpen, etwa in Osttirol oder Teilen Kärntens sehen wir schon heute einen Zusammenhang zwischen der Temperaturentwicklung und der Anzahl der Waldbrände.

Was beeinflusst die Waldbrandgefahr?
Wir betrachten Entzündungsgefahr, Ausbreitung und Intensität des Brandes. 85 Prozent der Brände werden von Menschen verursacht, 15 Prozent durch Blitzschläge ausgelöst. In stark touristischen Regionen besteht eine höhere Entzündungsgefahr, selbst wenn diese aufgrund der meteorologischen Faktoren mitunter nicht so hoch ist. Meteorologische Faktoren – Temperatur, Niederschlag, relative Luftfeuchtigkeit oder Wind – beeinflussen die Entzündung- und Ausbreitung. Auch die Topografie ist wichtig. In den Alpen gibt es schon zwischen einem Nord- und einem Südhang große Unterschiede. An einem Steilhang beginnt das Feuer zumeist am Unterhang zu lodern, die Hitze steigt auf und trocknet damit die höher liegende Vegetation vor. Deshalb breiten sich Brände an Berghängen schneller nach oben aus. Ein weiterer Faktor sind die Baumarten. Im Gebirge wachsen eher Nadelhölzer, deren Streu leichter entzündbar ist als die von Laubbäumen. Auch die Waldstruktur und die Überschirmung sind wichtig. Wachsen unter den Bäumen Sträucher und Gräser bestimmt das mit, ob sich ein Kronenfeuer ausbreitet. Kahlflächen sind besonders gefährdet, auch weil die Sonne sie austrocknet.

Sie haben ein satellitengestütztes System mitentwickelt, das hilft, die Waldbrandgefahr abzuschätzen. Welche Daten verwendet es?

Um die Entzündungsgefahr abzuschätzen haben wir uns gefragt: Wie kommt der Mensch in den Wald? Dafür haben wir Infrastrukturdaten – also solche über die Lage von Autobahnen, Forststraßen, Hütten, Wanderwegen oder Seilbahnen – einbezogen. Dazu kommen sozioökonomische Daten wie der Aktionsradius rund um Siedlungen oder die Übernachtungszahlen in touristischen Gemeinden. Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) stellt einen Waldbrandgefährdungsindex zur Verfügung, der meteorologische Faktoren wie die Temperatur oder die Windstärke berücksichtigt, anhand derer wir die Feuchtigkeit der Streu am Waldboden abschätzen können. Wir greifen auch auf Laserscan-Datenreihen, sogenannte LiDAR-Daten zurück. Und wir beziehen Datenreihen der Satelliten Sentinel 1 und Sentinel 2 des Erdbeobachtungsprogrammes COPERNICUS der European Space Agency (ESA).

Wie fließen die Satellitendaten ein?
Wir haben versucht mithilfe von Sentinel 1-Daten die Bodenfeuchte abzuschätzen. Da wir aber nur zeitversetzt beobachten können, wie die Streu auf andauernde Trockenheit reagiert, können diese Daten nur bedingt für tagesaktuelle Warnungen eingesetzt werden. Dazu kommt, dass es viele Arbeitsschritte braucht, um die Satellitendaten verwenden zu können, etwa weil man darauf Wolken sieht und sie noch nicht georeferenziert sind. Die Kollegen von der Geomatik an der BOKU haben Daten von Sentinel 2 verwendet, um Baumarten zu unterscheiden. Für die Steiermark und Tirol haben wir exakte Laserscan-Daten, mit denen wir die Waldstruktur oder Lücken genau darstellen können. Das sind Zeitreihen, die etwa die Jahre 2017 bis 2018 darstellen. Nun verändert sich der Wald in fünf Jahren, etwa durch Kahlschlag oder Sturm. Die Kollegen der TU Wien haben deshalb Laserscan-Daten mit Daten von Sentinel 1 überprägt, die zwar ungenauer, dafür aber rascher verfügbar sind. Damit können wir, mithilfe unserer Algorithmen einen „virtuellen Wald“ in grober Auflösung darstellen. Im Laufe der Zeit werden die Referenzdaten und so die Darstellung besser werden.

Werden unsere Wälder in den kommenden Jahrzehnten öfter brennen?
Extremereignisse werden die neue Normalität. Vieles das wir heute sehen – also längere Trockenperioden, Dürren, Sturmwurfschäden, Kahlstellen im Wald, die etwa durch Borkenkäferbefall entstehen – wird sich verstärken. Das sind gewaltige Veränderungen, auf die wir uns einstellen müssen. Wir haben anhand der meteorologischen Faktoren ein Szenario für 2070 berechnet. In manchen Regionen im Osten Österreichs wäre die Waldbrandgefahr dann über einen Zeitraum von fünfzig Tagen, also fast zwei Monaten, sehr hoch. Dazu kommt, dass sich der Siedlungsraum näher zu den Wäldern hin ausbreiten wird. Heute schon müssen in Griechenland, Portugal oder Spanien ganze Siedlungen evakuiert werden, weil man die Menschen nicht mehr vor Bränden retten kann. Bauen wir weiter Einfamilienhäuser in Waldnähe laufen wir sehenden Auges in solche Schreckensszenarien, die sich viele noch nicht verdeutlicht haben.

Wie hilft IFDS, sich auf solche Situationen vorzubereiten?
Experten von Forstbehörden oder Einsatzorganisationen können einzelne Szenarien berechnen, darin auch ihre Einschätzung einfließen lassen und so die lokale Gefährdung besser abschätzen. Das hilft sich auf den Ernstfall vorzubereiten. Da geht es um Fragen wie: Wo errichtet man einen Löschteich oder wo kann die Feuerwehr zufahren? Die Nutzer können auch Parameter einzeln gewichten und so lernen. Das System arbeitet mit einem Maschine-Learning-Ansatz, in der auch Daten aus Citizen- Science-Projekten einfließen. Wir haben mehr als 5.000 Ereignisse dokumentiert. Diese können wir verwenden, um die relevanten Faktoren zu bestimmen und mit Einschätzungen lokaler Experten ergänzen. Rückmeldungen helfen die Datenbasis zu verbessern. Der Förster weiß am besten, wo sein Wald besonders trocken ist. Man kann sich mit dem System auch ansehen, wie hoch die Gefährdung in der Vergangenheit war. Ein Blick auf die Bedingungen am 26. Oktober 2021, als der Brand in Reichenau an der Rax ausbrach zeigt uns Warnstufe vier von fünf im System.

Was müssen wir heute tun, um die Waldbrandgefahr abzumildern?
Nachverdichten und weniger Zersiedeln ist enorm wichtig. Wir können heute die Waldbewirtschaftung zugunsten von mehr Laubholz anpassen, um der steigenden Gefahr für den Menschen durch Waldbrände zu begegnen. Im Rahmen einer an Klimafolgen angepassten Bewirtschaftung kann das die Waldbrandgefahr reduzieren. Wir sprechen allerdings von Jahrzehnten, bis sich diese forstlichen Maßnahmen nennenswert auswirken. Das bedeutet nicht, dass wir nichts tun sollen. Das heißt wir müssen jetzt Maßnahmen ergreifen, bevor uns die Zeit davonrennt.

Harald Vacik forscht und lehrt am Institut für Waldbau an der Universität für Bodenkultur (BOKU) in Wien. Dort leitet er das Projekt Copernicus Data for Novel High-resolution Wildfire Danger Services in Mountain Regions (CONFIRM), aus dem das IFDS-System zur Abschätzung von Waldbrandrisiken hervorging. Dafür kooperierte sein Institut mit der Forschungsgruppe Climate and Environmental Remote Sensing an der Technischen Universität Wien, dem Institut für Geomatik an der BOKU, der ZAMG und Entscheidungsträgern von Einsatzorganisationen und Forstbehörden in der Steiermark und Tirol. Das System ist für Experten auch online verfügbar.