Waldbrandgefahrenindex (FWI)

Das System des Fire Weather Index (FWI) ist ein wetterbasiertes Rahmenwerk zur Abschätzung der Waldbrandgefahr. Vom Canadian Forest Service 1970 entwickelt und von Van Wagner (1987) formalisiert, hat es sich zum internationalen Standard etabliert — seit 2007 ist es vom EFFIS (European Forest Fire Information System) als gesamteuropäisches Waldbrandgefahrensystem übernommen worden.

Der FWI sagt nicht voraus, ob ein Feuer entsteht. Er schätzt, wie sich ein Feuer verhalten würde, falls eines ausbricht — basierend auf den aktuellen Wetterbedingungen und der kumulativen Austrocknung.

Warum er für Brandwetter wichtig ist

Das FWI-System ist der wichtigste Waldbrandgefahrenindex in Europa und in über 30 Ländern weltweit. Er übersetzt vier Wettergrößen — Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Wind und Niederschlag — in eine einzige Kennzahl, die die zu erwartende Brandintensität widerspiegelt.

Seine Stärke liegt darin, dass er mehrere Wetterfaktoren über die Zeit integriert. Einzelne Variablen wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit beschreiben den aktuellen Zustand der Atmosphäre; der FWI erfasst hingegen, wie sich diese Bedingungen kumulativ auf die Brennstofffeuchte in unterschiedlichen Tiefen ausgewirkt haben — und welches Brandverhalten daraus zu erwarten ist.

Funktionsweise

Das FWI-System besteht aus sechs Komponenten in zwei Ebenen, die täglich aus Wetterbeobachtungen um die Mittagszeit berechnet werden (Van Wagner, 1987).

Brennstofffeuchte-Codes

Drei Codes erfassen die Trockenheit unterschiedlicher Brennstoffschichten, jeder mit eigener Reaktionszeit:

Code	Vollständige Bezeichnung	Was er erfasst	Reaktionszeit
FFMC	Feinstreufeuchte (Fine Fuel Moisture Code)	Oberflächenstreu und feine Brennstoffe (≤ 2 cm)	~16 Stunden
DMC	Humusfeuchte (Duff Moisture Code)	Locker geschichtete organische Schicht (5–10 cm)	~12 Tage
DC	Dürreindex (Drought Code)	Tiefe, kompakte organische Schichten (10+ cm)	~52 Tage

Der FFMC reagiert auf das Wetter des Tages. Der DMC integriert die Bedingungen über etwa zwei Wochen. Der DC bildet die kumulative Dürre über Monate ab — er steigt während Trockenperioden stetig an und benötigt anhaltenden, ergiebigen Regen, um wieder zu sinken.

FFMC: asymmetrische Austrocknung und Erholung

Der FFMC modelliert den Feuchtegehalt toter feiner Brennstoffe — Laub, Nadeln, trockene Gräser — entsprechend der 1-Stunden-Brennstoffklasse. Seine Reaktion auf Witterungsbedingungen ist asymmetrisch: Er steigt während der Tagesaustrocknung rasch an, wenn die Temperatur ansteigt und die Luftfeuchtigkeit fällt, erholt sich aber langsamer, wenn die Luftfeuchtigkeit nachts wieder zunimmt.

Diese Verzögerung hat eine direkte operative Bedeutung: Ein hoher FFMC zu Beginn des Morgens deutet darauf hin, dass die nächtliche Erholung unzureichend war. Die feinen Brennstoffe gehen bereits vorbelastet in den Tag, sodass die Waldbrandgefahr schneller eskaliert als an einem Tag, der von einem erholten Ausgangsniveau startet.

Hinweis

Diese Asymmetrie ist auf Meteogrammen sichtbar: Verfolgen Sie die FFMC-Kurve über Nacht. Fällt sie zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang nicht deutlich ab, beginnt der nächste Tag mit einem strukturellen Nachteil bei der Waldbrandgefahr — noch bevor Nachmittagshitze und Austrocknung einsetzen.

Indizes zum Brandverhalten

Drei Indizes kombinieren die Feuchte-Codes mit dem Wind, um das Brandverhalten zu prognostizieren:

Index	Vollständige Bezeichnung	Was er vorhersagt	Eingangsgrößen
ISI	Anfangsausbreitungsindex (Initial Spread Index)	Erwartete Feuerausbreitungsgeschwindigkeit	FFMC + Windgeschwindigkeit
BUI	Aufbauindex (Build-Up Index)	Insgesamt für die Verbrennung verfügbarer Brennstoff	DMC + DC
FWI	Waldbrandgefahrenindex (Fire Weather Index)	Gesamte Brandintensität	ISI + BUI

Der finale FWI-Wert kombiniert die Ausbreitungsgeschwindigkeit (ISI) mit der Brennstoffverfügbarkeit (BUI) zu einer Schätzung der Brandintensität — konkret der zu erwartenden Energieabgabe pro Längeneinheit der Feuerfront.

Wichtige Schwellenwerte

Die folgenden EFFIS-Gefahrenklassen sind der europäische Standard und beruhen auf einer Analyse von Vitolo et al. (2020) mit über 40 Jahren ERA5-Reanalysedaten. Sie werden europaweit für die harmonisierte Kommunikation der Waldbrandgefahr verwendet.

FWI-Bereich	EFFIS-Klasse	Kontext
0–5,2	Sehr niedrig	Feuer werden sich kaum ausbreiten
5,2–11,2	Niedrig	Feuer möglich, breiten sich aber langsam aus
11,2–21,3	Mäßig	Aktive Feuerausbreitung möglich
21,3–38,0	Hoch	Deutliches Brandverhalten zu erwarten
38,0–50,0	Sehr hoch	Intensives Brandverhalten
50,0–70,0	Extrem	Eingeführt im Rahmen der EU-Harmonisierung
> 70,0	Sehr extrem	Eingeführt im Juni 2021 nach aufeinanderfolgenden Mittelmeer-Hitzewellen

Hinweis

Dies sind gesamteuropäische Schwellenwerte. Derselbe FWI-Wert bedeutet in unterschiedlichen Klimaten unterschiedliche Dinge. Ein FWI von 30 ist in Kanada (boreale Wälder) als „Sehr hoch” eingestuft, auf europäischer EFFIS-Ebene jedoch nur als „Hoch” — und liegt in Griechenland (Mittelmeerraum) an der Grenze zwischen mäßig und hoch. Genau aus diesem Grund existieren regionale Kalibrierungen — siehe „Vertiefung” unten.

So lesen Sie ihn in Wildflyer

Wildflyer berechnet den FWI aus Wetterstationsbeobachtungen und Wettermodelldaten. Sie können:

• aktuelle FWI-Werte an Wetterstationen einsehen,
• den prognostizierten FWI für die kommenden Tage betrachten,
• historische FWI-Verläufe für Ihr Gebiet verfolgen,
• FWI-Daten auf Stationsebene mit denen auf Rasterebene vergleichen.

Die FWI-Komponenten (FFMC, DMC, DC, ISI, BUI) sind in der Expertenansicht ebenfalls einzeln verfügbar. So lässt sich nachvollziehen, warum der FWI sein aktuelles Niveau erreicht — ob er durch Wind und trockene Oberflächenbrennstoffe (hoher ISI) oder durch tiefe kumulative Dürre (hoher BUI) getrieben wird.

Vertiefung

Regionale Kalibrierung

Der FWI wurde für kanadische boreale Wälder entwickelt, in denen der sommerliche Drought Code typischerweise Werte zwischen 200 und 300 erreicht und die Waldbrandsaison wenige Wochen dauert. Im Mittelmeerraum erreicht der DC im Sommer regelmäßig 400–600, die Saison erstreckt sich über 3–5 Monate, und die Grundgefährdung ist von Natur aus höher (Dimitrakopoulos & Bemmerzouk, 2011).

Das bedeutet:

• Absolute FWI-Schwellenwerte lassen sich nicht direkt übertragen zwischen verschiedenen Klimazonen. Ein FWI von 30 weist in Kanada auf extreme Bedingungen hin; im südlichen Griechenland kann er einem normalen Sommertag entsprechen.
• Die DC-Komponente differenziert in mediterranen Klimaten weniger gut — sie sättigt regelmäßig bei hohen Werten und unterscheidet kaum zwischen wirklich gefährlichen und lediglich trockenen Bedingungen.
• ISI und BUI werden zu den maßgeblichen Indizes in mediterranen Umgebungen, da sie die für die Lagebeurteilung relevante tägliche Variabilität abbilden.

Der Perzentilansatz

Um regionalen Unterschieden Rechnung zu tragen, nutzt EFFIS zunehmend eine perzentilbasierte Kalibrierung (Vitolo et al., 2020):

1. Berechne die historische FWI-Verteilung für jeden Standort aus über 40 Jahren Daten.
2. Drücke den heutigen FWI als Perzentil dieser Verteilung aus.
3. Klassifiziere anhand der Perzentile (z. B. > 95. Perzentil = extrem) statt anhand absoluter Werte.

Das justiert sich automatisch an das lokale Klima. Was in Finnland als „extrem” gilt, ist statistisch extrem für Finnland; was in Griechenland als „extrem” gilt, ist statistisch extrem für Griechenland — auch wenn sich die absoluten FWI-Werte deutlich unterscheiden.

Grenzen

Das FWI-System hat bekannte Einschränkungen:

• Keine Brennstoffinformationen — es nimmt einen generischen Nadelwald an. Das tatsächliche Brandverhalten hängt stark vom Vegetationstyp ab (Macchia, Gras, Eukalyptus verhalten sich völlig unterschiedlich).
• Windrichtung wird nicht erfasst — der ISI berücksichtigt die Windgeschwindigkeit, aber nicht die Richtung, obwohl Winddrehungen zu den gefährlichsten Brandwetterereignissen zählen.
• Tagesauflösung — der klassische FWI nutzt Beobachtungen um die Mittagszeit und übersieht damit die tägliche Variabilität. Das Update FWI 2025 adressiert dies mit stündlichen Berechnungen.
• Keine Topografie — Hangneigung und Exposition beeinflussen das Brandverhalten erheblich, sind im FWI aber nicht abgebildet.

Diese Grenzen sind der Grund, warum die Beurteilung der Waldbrandgefahr den FWI mit weiteren Indizes (HDWI, Haines) und direkten Wetterbeobachtungen kombinieren sollte.

Quellen

• Van Wagner, C.E. (1987). Development and structure of the Canadian Forest Fire Weather Index System. Forestry Technical Report 35, Canadian Forest Service.
• Vitolo, C., Di Giuseppe, F., Krzeminski, B., & San-Miguel-Ayanz, J. (2020). ERA5-based global meteorological wildfire danger maps. Scientific Data, 7: 216.
• Dimitrakopoulos, A.P. & Bemmerzouk, A.M. (2011). Evaluation of the Canadian fire weather index system in an eastern Mediterranean environment. Meteorological Applications, 18(1): 83–93.
• San-Miguel-Ayanz, J. et al. (2023). Forest Fires in Europe, Middle East and North Africa 2022. JRC Technical Reports, European Commission.
• Deutscher Wetterdienst (DWD). Waldbrandgefahrenindex und WBI-Dokumentation.