So rechnet HazardSim

Jede Zahl, die der Simulator anzeigt, stammt aus wenigen kurzen Formeln und einer Handvoll offener Datensätze. Diese Seite beschreibt genau, was der Code tut, einschließlich der Stellen, an denen er grob näherungsweise rechnet.

Aktualisiert 18. September 2026

HazardSim beantwortet eine einzige Frage: Wenn eine Katastrophe gegebener Größe hier passieren würde, wie viel Fläche würde sie erfassen, und wie viele Menschen leben dort? Ob ein solches Ereignis an diesem Ort überhaupt möglich oder wie wahrscheinlich es ist, sagt die Seite nicht. Sie wählen die Größe; die Seite wendet sie mit ein paar einfachen Regeln auf echtes Gelände und echte Siedlungen an. Die Regeln stehen unten, zusammen mit den Konstanten aus dem Code.

Was der Simulator beantwortet, und was nicht

Kein Verwerfungsmodell entscheidet, ob eine Küste eine Magnitude 9 hervorbringen kann, und kein Ozeanmodell trägt eine Welle über den Pazifik. Die Ergebnisse sind deterministisch: Derselbe Ort mit denselben Einstellungen liefert immer dieselben Zahlen. Die Animation ist Dekoration: Eine Überflutung wird in einem Durchgang berechnet und dann über etwa drei Sekunden eingeblendet. Nichts hängt von der Zeit ab, also gibt es weder Ankunftszeit noch Warnung noch Evakuierung.

Die Daten darunter

Gelände und Raster

Die Höhendaten stammen aus Mapbox-Terrain-RGB-Kacheln, mit Mapbox Terrain-DEM als Ersatz. Die Pixelfarben werden mit der von Mapbox veröffentlichten Formel entschlüsselt: Höhe = −10 000 + (R × 65 536 + G × 256 + B) × 0,1 m. Das Modell mischt Quellen mit unterschiedlichen Höhenbezugssystemen, deshalb sind Höhen nahe dem Meeresspiegel nicht exakt, und an einer flachen Küste verschieben schon kleine Fehler die Überflutungslinie weit.

Der Code wählt die feinste Zoomstufe zwischen 14 und 6, bei der die Berechnungsfläche höchstens 780 Pixel breit ist und insgesamt höchstens 620 000 Pixel umfasst, und lädt dann jede ganze Kachel, die sie abdeckt (maximal 42). Eine Zelle misst 156 543 m × cos(Breite) ÷ 2^Zoom: Auf 45° Breite sind das 6,8 m bei Zoom 14, 27 m bei Zoom 12 und 54 m bei Zoom 11. Ein Deich, der schmaler ist als eine Zelle, taucht im Raster womöglich gar nicht auf.

Berechnungsfläche

Liegt Ihr Punkt in einer Siedlung, ist die Fläche deren Begrenzungsrechteck, um 14 % erweitert, plus die Reichweite der Gefahr: Wellenhöhe × 250 m beim Tsunami, 12 km beim Meeresspiegelanstieg, der äußere Ring beim Meteoriten (Reichweite auf 60 km begrenzt). Die Höhe ist auf 1,4° Breite begrenzt, bei kleinen Gefahren auf weniger; ein zu großes Rechteck wird durch ein Quadrat um Ihren Punkt ersetzt. Außerhalb von Siedlungen umfasst die Fläche 82 % der sichtbaren Karte um den Punkt, sodass Zoomen das Ergebnis verändern kann.

Stadtgrenzen und Bevölkerung

Ein Klick fragt Nominatim, den Geocoder von OpenStreetMap, auf den Zoomstufen 10, 12 und 8 ab und behält die erste Antwort mit einem Grenzpolygon. Meere, Buchten, Länder, Bundesstaaten und Regionen werden verworfen, ebenso alles, was höher als 1,2°, breiter als 2,4° oder größer als 12 000 km² ist. Ohne Polygon wird das Begrenzungsrechteck verwendet und seine Fläche mit 72 % des Rechtecks angesetzt.

Die Einwohnerzahl kommt aus dem population-Tag der Grenze; fehlt es, aus einer Nominatim-Suche nach demselben Namen innerhalb des Rechtecks; fehlt auch das, vom größten bewohnten Knoten (Großstadt, Stadt, Bezirk, Vorort oder Dorf), den die Overpass API dort findet. Die Dichte ist Einwohner ÷ Fläche, begrenzt auf 1–100 000 /km². Ein Wert über 60 000 /km², dichter als selbst die vollsten Viertel von Dhaka oder Manila, bedeutet, dass OpenStreetMap die Einwohnerzahl einer ganzen Stadt an einen kleineren Umriss gehängt hat; diese Zahl ignoriert der Code. Steht in OpenStreetMap keine Einwohnerzahl, nimmt der Code einen typischen Wert für den Ortstyp: von 6 000 /km² für einen Bezirk oder Vorort und 4 500 für eine Stadt bis hinunter zu 700 für ein Dorf und 300 für einen Landkreis (2 500, wenn der Typ unbekannt ist). Der Dichteregler setzt all das außer Kraft. Verwaltungsgrenzen schließen oft Ackerland ein, deshalb liegt die mittlere Dichte meist unter der des Zentrums.

Vulkane

Die roten Markierungen sind 1 560 Einträge (einige Vulkane erscheinen doppelt) aus der Liste der Holozän-Vulkane des Global Volcanism Program der Smithsonian Institution. Ein Punkt im Umkreis von 40 km um einen Vulkan verwendet diesen Vulkan; der Ausbruch wird auf den Vulkan selbst zentriert, nicht auf den Klick. Weiter entfernt wird nichts berechnet: Die Seite nennt den nächsten echten Vulkan und bietet an, dorthin zu springen.

Tsunami: eine Flutfüllung, die Höhe verliert

Küstenprüfung. Bevor ein Tsunami oder Meeresspiegelanstieg nach einem Klick oder einer Suche startet, lädt der Code grobes Gelände (Zoom 8, Zellen von etwa 600 m am Äquator) und zählt im Umkreis von 30 km die Zellen auf oder unter 0,6 m. Er braucht mindestens 150, also am Äquator rund 50 km² offenes Wasser (zu den Polen hin weniger, weil die Zellen schrumpfen), was kein Fluss und kein Teich erreicht. Ein Klick aufs Wasser selbst wird abgelehnt.

Das Meer finden. Im vollständigen Raster wird jede Randzelle auf oder unter 0,6 m als Meer markiert, und die Markierung breitet sich über alle verbundenen Zellen aus, Diagonalen eingeschlossen, die ebenfalls auf oder unter 0,6 m liegen. Weniger als 40 Meereszellen brechen den Lauf ab. Ein Nebeneffekt: Land unter 0,6 m, das mit dem Meer verbunden ist, etwa ein Polder, gilt von Anfang an als Meer und wird nie als überflutet gezählt.

Das Wasser ausbreiten. Von allen Meereszellen gleichzeitig breitet sich das Wasser auf die Nachbarzellen aus, wobei zur zurückgelegten Strecke jeweils eine Zellbreite hinzukommt (1,414 auf der Diagonale). Der Wasserspiegel in jeder Zelle beträgt

Pegel = H − Strecke ÷ 250

mit H als Wellenhöhe in Metern. Liegt der Pegel über dem Boden, wird die Zelle bis zur Tiefe Pegel − Boden überflutet und das Wasser läuft weiter; wenn nicht, bleibt die Zelle trocken und versperrt den Weg. Wasser erreicht eine Zelle also nur über eine Kette überfluteter Zellen, und ein Rücken, der höher ist als das Wasser, schützt das Land dahinter, sofern es keinen Weg außen herum gibt.

Der Abfall steht für die Reibung an Gelände und Gebäuden. Es ist eine einzige Zahl für den ganzen Planeten, kein physikalisches Gesetz: Auf flachem Land in Meereshöhe endet eine 15-m-Welle 3,75 km landeinwärts, eine 30-m-Welle nach 7,5 km. Dieselbe Höhe gilt gleichzeitig entlang der gesamten Küstenlinie des Rasters; es gibt also keine Wellenrichtung, keinen Meeresboden, keine Trichterwirkung in Buchten, kein begrenztes Wasservolumen und keine zweite Welle. Berührt das Wasser den Rasterrand, warnt das Ergebnis, dass die echte Überflutung weiter reicht.

Eine 15-m-Welle auf Sendai schicken →

Meeresspiegelanstieg: dieselbe Maschine ohne Abfall

Der Meeresspiegelanstieg nutzt denselben Code mit abgeschaltetem Abfall: Jede Zelle, die mit dem Meer verbunden ist und unter dem neuen Pegel liegt, wird überflutet, egal wie weit im Landesinneren. Das nennt man oft Badewannenmodell. Ein Becken unter dem neuen Pegel bleibt trocken, wenn höheres Land es vollständig umschließt. Deiche zählen nur, wenn sie in den Höhendaten enthalten und breiter als eine Zelle sind. Gezeiten, Sturmfluten, Erosion und Landabsenkung gibt es nicht, einen Zeitverlauf auch nicht. Statt Toten zählt das Modell alle Bewohner des überfluteten Landes als Vertriebene. Siehe auch welche Städte der Meeresspiegelanstieg ertränken würde.

Erdbeben: Intensitätsringe um einen Punkt

Das Beben ist eine Punktquelle an Ihrem Klick in 8 km Tiefe. Die Intensität auf der Modifizierten Mercalliskala in der Entfernung r vom Epizentrum beträgt

MMI = 1,5·M − 3,0·log₁₀R − 0,0018·R + 1,6, mit R = √(r² + 8²) km, begrenzt auf 0–12.

Die Form ist die übliche für die Abnahme der Intensität (ein Magnitudenterm, geometrische Ausbreitung, Absorption mit der Entfernung), aber die Koeffizienten sind eine eigene Näherung der Seite, keine veröffentlichte Beziehung, und die Intensität wird direkt berechnet statt über die Bodenbeschleunigung. Magnitude 7 ergibt 9,4 am Epizentrum, VIII bis 21 km und V bis 181 km; Magnitude 6 erreicht höchstens 7,9 und nie VIII; Magnitude 8 ergibt VIII bis 67 km. Ab etwa Magnitude 8,8 stößt das Epizentrum an die Obergrenze XII.

Jede Zone hat einen Anteil getöteter Menschen, multipliziert mit einem Baufaktor: 0,06 für moderne Erdbebennormen, 1 für durchschnittliche Bauweise, 7 für schlechte.

Ein echtes Beben der Magnitude 9 reißt eine Verwerfung über Hunderte Kilometer auf, sodass starke Erschütterungen einen Streifen erfassen, keinen Kreis. Weiche Böden, Bodenverflüssigung, Erdrutsche und Brände werden ignoriert, und jedes Beben ist flach; ein tiefes wäre weit schwächer zu spüren.

Magnitude 7 unter Port-au-Prince, schlechte Bauweise →

Vulkan: vom VEI zu drei Kreisen

Der Vulkanexplosivitätsindex wird zu einem ausgeworfenen Volumen: V = 10^VEI−5 km³, also ist VEI 5 gleich 1 km³, und jede Stufe bedeutet das Zehnfache. Für VEI 2 bis 8 entspricht das dem Mindestvolumen jeder Klasse in der Skala von Newhall und Self (1982); VEI 1 bekommt 0,0001 km³. Daraus folgen drei Radien:

• pyroklastische Ströme, max(0,6; 9·V^0,25) km: 95 % getötet;
• 10 cm Asche, genug, um Dächer einstürzen zu lassen, 30·V^0,33 km: 0,15 % getötet;
• 1 cm Asche, 100·V^0,35 km: 0,002 % getötet.

Diese Potenzgesetze sind eigene empirische Anpassungen der Seite.

Echte Ströme folgen Tälern, und echte Asche treibt in langen Fahnen mit dem Wind, sodass die wahren Flächen schief verteilt sind, nicht kreisförmig. Lahare, Gase, Tsunamis durch Flankeneinstürze und Klimafolgen werden nicht modelliert.

Ein VEI-5-Ausbruch des Vesuvs →

Meteorit: Energie und Druckwellenskalierung

Der Körper ist eine Kugel mit Durchmesser D und einer Dichte von 3 000 kg/m³ (Stein), 7 800 (Eisen), 900 (Eis) oder 1 200 (Schutthaufen, ein lose gebundener Asteroid wie Bennu), die mit der von Ihnen eingestellten Eintrittsgeschwindigkeit ankommt, standardmäßig 17 km/s, ein typischer Wert für erdnahe Asteroiden:

m = ρ·π/6·D³; E = ½·m·v²; Sprengkraft in Mt = E ÷ 4,184×10¹⁵ J

Ein 150-m-Steinkörper ergibt 183 Mt, die 19-m-Vorlage Tscheljabinsk 0,37 Mt. Der Geschwindigkeitsregler reicht von 11 bis 30 km/s, wo fast alle Asteroideneinschläge liegen; die Vorlagen Bennu und Apophis verwenden 12,7 und 12,6 km/s, die Geschwindigkeiten aus der Sentry-Tabelle der NASA, sodass Bennu bei rund 1,4 Gt landet statt bei den 6,4 Gt, die ein Steinkörper seiner Größe mit 17 km/s ergäbe. Eintrittswinkel und den Energieverlust beim Abstieg ignoriert das Modell. Steinkörper unter 70 m, Eisen unter 20 m, Schutthaufen unter 90 m und Eis unter 150 m gelten als Luftexplosionen (Airbursts) und hinterlassen keinen Krater; andernfalls misst der Krater 20·D·(ρ/3 000)^1/3 im Durchmesser.

Bei einer Luftexplosion schätzt der Code die Höhe der Detonation; sie sinkt linear von 35 km für die kleinsten Steinkörper (12 km für Eisen, 45 km für Eis) auf null bei der Größe, ab der Körper den Boden erreichen: h = h_max·(1 − D ÷ D_Airburst). Damit liegt der 19-m-Körper von Tscheljabinsk bei etwa 25 km und ein 60-m-Körper der Tunguska-Klasse bei 5 km, nahe an den Schätzungen für beide Ereignisse. Die Radien für Feuerball, totale Zerstörung, Gebäudeeinsturz und Verbrennungen werden dann schräg vom Explosionspunkt aus gemessen, sodass am Boden jeder zu √(R² − h²) wird, oder zu nichts, wenn R kürzer ist als h. Der Ring zersplitterter Fenster behält seine volle Größe, weil sich eine schwache Stoßwelle aus einer hohen Explosion weit ausbreitet: Über Tscheljabinsk zerbrach Glas noch in Dutzenden Kilometern Entfernung. Erreicht keine Gebäudeeinsturzzone den Boden, zählt die Fensterzone keine Toten; in Tscheljabinsk wurden etwa 1 500 Menschen verletzt, meist durch Glas, und niemand getötet.

Die Druckwellenradien wachsen mit der Kubikwurzel der Sprengkraft, dem Skalierungsgesetz aus Glasstone und Dolans The Effects of Nuclear Weapons; die Koeffizienten und das Potenzgesetz für den Feuerball sind eine eigene Kalibrierung der Seite. Die Hitze wird anders behandelt als bei einer Kernexplosion: Ein Einschlag strahlt nur einen kleinen Teil seiner Energie als Licht ab, in der Größenordnung von 0,3 % gegenüber etwa 35 % bei einer Kernwaffe. Der Verbrennungsradius verwendet deshalb die nukleare Verbrennungsformel (12,8·Y^0,41) für eine thermische Sprengkraft von 0,0086·Y, was 1,83·Y^0,41 ergibt. Weil der Anteil der Getöteten mit der Entfernung nicht steigen darf, wird jede Zone mindestens auf den Wert der nächstäußeren Zone angehoben.

Einschläge ins Meer, ihre Tsunamis und die globalen Folgen von Körpern über einem Kilometer werden nicht modelliert; siehe was ein Meteorit anrichtet, Größe für Größe.

Den 19-m-Körper von Tscheljabinsk auf Tscheljabinsk fallen lassen →

Hurrikan: eine Sturmflut und ein Windprofil

Der Regler stellt den anhaltenden Wind beim Landfall ein, von 120 bis 320 km/h, woraus sich die Saffir-Simpson-Kategorie ergibt: 1 ab 119 km/h, 2 ab 154, 3 ab 178, 4 ab 209, 5 ab 252.

Sturmflut. Jede Windgeschwindigkeit bekommt die typische Flut aus der alten Saffir-Simpson-Tabelle, interpoliert zwischen 1,2 m bei 120 km/h, 1,8 m bei 154, 2,7 m bei 178, 4,0 m bei 209, 5,5 m bei 252 und 7,5 m bei 320. Die historischen Vorlagen ersetzen sie durch die in jenem Sturm gemessene Flut: Sandy 3,9 m, Bhola 10 m, Katrina 8,5 m, Nargis 4 m, Ian 4,5 m, Haiyan 6 m. Die Flut überschwemmt das Gelände dann mit der Tsunami-Maschine, verliert aber zehnmal langsamer an Höhe, 1 m je 2,5 km, weil eine Sturmflut ein langsames Ansteigen des Meeres über Stunden ist und keine einzelne Welle. Für Tote auf überflutetem Land gilt eine sanftere Kurve als beim Tsunami, von 0,1 % unter einem halben Meter bis 45 % über 6 m; Galveston 1900, wo eine 4,6 m hohe Flut ohne Warnung etwa ein Viertel der Inselbewohner tötete, liegt in der Mitte davon.

Wind. Außerhalb der Augenwand fällt der Wind mit der Quadratwurzel der Entfernung, v(r) = V_max·(R_max/r)^0,5, sodass der Radius, bei dem er auf einen Schwellenwert v sinkt, R_max·(V_max/v)² beträgt. Der Radius des stärksten Windes stammt von Willoughby und Rahn (2004): R_max = 46,4·e^{−0,0155·V + 0,0169·|Breite|} km mit V in m/s, begrenzt auf 10 bis 80 km. Die Ringe markieren Winde der Kategorien 5, 4 und 3, Orkanstärke (119 km/h) und Sturm (63 km/h). Der Wind selbst tötet wenige Menschen, deshalb sind die Anteile klein: 0,05 % der Menschen in Kategorie-5-Wind, 0,015 % in Kategorie 4, 0,004 % in Kategorie 3, 0,0005 % bei Orkanstärke und keine bei Sturm.

Der Sturm ist symmetrisch und bewegt sich nicht: Die echte Flut ist auf der Nordhalbkugel rechts der Zugbahn am höchsten, und Überschwemmungen durch Regen, Gezeiten, Wellen auf der Flut und Deiche werden nicht modelliert.

Katrinas 8,5-m-Flut nach New Orleans bringen →

Wie Menschen gezählt werden

Die Dichte der Stadt gilt innerhalb eines Kreises mit derselben Fläche wie die Stadt (6 km Radius, wenn keine gefunden wurde). Außerhalb dieses Kreises nimmt die Dichte in Richtung 60 Menschen pro km² ab, ein grober Mittelwert für bewohntes Land:

Dichte(r) = 60 + (D − 60)·e^{−(r − R)/(0,8R + 2)}

mit D als Dichte vom Regler, R als Stadtradius und r als Entfernung in km. Ohne diese Formel würde ein 1-km-Meteorit mehr Menschen töten, als auf der Erde leben.

Überflutungen. Jede überflutete Zelle trägt Zellfläche × Dichte × einen tiefenabhängigen Anteil Getöteter bei, wobei die Entfernung vom Mittelpunkt des Geländerasters gemessen wird, nicht von Ihrem Klick. Beim Meeresspiegelanstieg ist der Anteil 1 und wird als Vertriebene ausgewiesen.

Ringe. Bei Beben, Ausbrüchen und Einschlägen wird die Scheibe innerhalb des äußeren Rings in 800 dünne Kreisringe zerlegt, von denen jeder 2πr × Breite × Dichte × Landanteil enthält (der Anteil der Rasterzellen über 0,6 m). Ist der äußere Radius höchstens 450 km, fragt der Code parallel die Overpass API nach jeder Stadt und jedem Ort mit Einwohner-Tag in einem Quadrat um den Punkt. Werden welche gefunden, sinkt der Hintergrund auf 60 /km², und die volle Einwohnerzahl jedes Ortes wird in der Entfernung seines Mittelpunkts hinzugerechnet. Zuerst erscheint eine schnelle Schätzung, die verfeinert wird, sobald die Liste eintrifft.

Die Summen sind auf 8,2 Milliarden begrenzt. Es wird angenommen, dass alle zu Hause sind, ungewarnt und nicht evakuiert.

Grenzen: warum das Größenordnungen sind

• Unvollkommenes Gelände. Höhenfehler und Zellen von Dutzenden Metern Breite entscheiden, wo Überflutungen an flachen Küsten enden.
• Gemittelte Bevölkerung. Gleichmäßige Dichte innerhalb der Grenzen, Orte als einzelne Punkte, Zählungen aus verschiedenen Jahren.
• Feste Todesanteile. Echte Opferzahlen hängen von Warnung, Tageszeit, Gebäuden und Rettung ab. Eine Magnitude 6,7 tötete 1994 in Northridge, Kalifornien, 57 Menschen; eine Magnitude 7,0 tötete 2010 in Haiti mehr als 100 000.
• Punktförmige Luftexplosionen. Eine echte Luftexplosion verteilt ihre Energie schräg entlang Dutzender Kilometer Flugbahn; das Modell behandelt sie als einzelnen Punkt in geschätzter Höhe senkrecht über Ihrem Klick.

Nutzen Sie ein Ergebnis, um Hunderte von Hunderttausenden zu unterscheiden oder um zu sehen, welche Teile einer Stadt tief liegen, nicht als Zählung.

Datenlizenzen und Namensnennung

• Grenzen, Ortsnamen, Bevölkerung: © OpenStreetMap-Mitwirkende, Open Database License (ODbL), abgefragt über Nominatim und die Overpass API.
• Höhendaten, Satellitenbilder, Basiskarten, Suche: © Mapbox, gemäß den Mapbox Terms of Service; die Anbieter von Bildern und Kartendaten werden auf der Karte genannt.
• Vulkane: Smithsonian Institution, Global Volcanism Program, Volcanoes of the World.
• Karte auf der Seite Letzte Simulationen: OpenFreeMap-Kacheln (OpenMapTiles-Schema), Daten © OpenStreetMap-Mitwirkende.