TY - GEN A1 - Samprogna Mohor, Guilherme A1 - Thieken, Annegret A1 - Korup, Oliver T1 - Residential flood loss estimated from Bayesian multilevel models T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Models for the predictions of monetary losses from floods mainly blend data deemed to represent a single flood type and region. Moreover, these approaches largely ignore indicators of preparedness and how predictors may vary between regions and events, challenging the transferability of flood loss models. We use a flood loss database of 1812 German flood-affected households to explore how Bayesian multilevel models can estimate normalised flood damage stratified by event, region, or flood process type. Multilevel models acknowledge natural groups in the data and allow each group to learn from others. We obtain posterior estimates that differ between flood types, with credibly varying influences of water depth, contamination, duration, implementation of property-level precautionary measures, insurance, and previous flood experience; these influences overlap across most events or regions, however. We infer that the underlying damaging processes of distinct flood types deserve further attention. Each reported flood loss and affected region involved mixed flood types, likely explaining the uncertainty in the coefficients. Our results emphasise the need to consider flood types as an important step towards applying flood loss models elsewhere. We argue that failing to do so may unduly generalise the model and systematically bias loss estimations from empirical data. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1148 KW - damage KW - insurance KW - Germany KW - transferability KW - preparedness KW - recovery Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-517743 SN - 1866-8372 SP - 1599 EP - 1614 ER - TY - RPRT A1 - Thieken, Annegret A1 - Dierck, Julia A1 - Dunst, Lea A1 - Göpfert, Christian A1 - Heidenreich, Anna A1 - Hetz, Karen A1 - Kern, Julia A1 - Kern, Kristine A1 - Lipp, Torsten A1 - Lippert, Cordine A1 - Meves, Monika A1 - Niederhafner, Stefan A1 - Otto, Antje A1 - Rohrbacher, Christian A1 - Schmidt, Katja A1 - Strate, Leander A1 - Stumpp, Inga A1 - Walz, Ariane T1 - Urbane Resilienz gegenüber extremen Wetterereignissen – Typologien und Transfer von Anpassungsstrategien in kleinen Großstädten und Mittelstädten (ExTrass) BT - Verbundvorhaben „Zukunftsstadt“ (Definitionsprojekt) N2 - Weltweit verursachen Städte etwa 70 % der Treibhausgasemissionen und sind daher wichtige Akteure im Klimaschutz bzw. eine wichtige Zielgruppe von Klimapolitiken. Gleichzeitig sind Städte besonders stark von möglichen Auswirkungen des Klimawandels betroffen: Insbesondere extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen oder Starkregenereignisse mit Überflutungen verursachen in Städten hohe Sachschäden und wirken sich negativ auf die Gesundheit der städtischen Bevölkerung aus. Daher verfolgt das Projekt ExTrass das Ziel, die städtische Resilienz gegenüber extremen Wetterereignissen in enger Zusammenarbeit mit Stadtverwaltungen, Strukturen des Bevölkerungsschutzes und der Zivilgesellschaft zu stärken. Im Fokus stehen dabei (kreisfreie) Groß- und Mittelstädte mit 50.000 bis 500.000 Einwohnern, insbesondere die Fallstudienstädte Potsdam, Remscheid und Würzburg. Der vorliegende Bericht beinhaltet die Ergebnisse der 14-monatigen Definitionsphase von ExTrass, in der vor allem die Abstimmung eines Arbeitsprogramms im Mittelpunkt stand, das in einem nachfolgenden dreijährigen Forschungsprojekt (F+E-Phase) gemeinsam von Wissenschaft und Praxispartnern umgesetzt werden soll. Begleitend wurde eine Bestandsaufnahme von Klimaanpassungs- und Klimaschutzstrategien/-plänen in 99 deutschen Groß- und Mittelstädten vorgenommen. Zudem wurden für Potsdam und Würzburg Pfadanalysen für die Klimapolitik durchgeführt. Darin wird insbesondere die Bedeutung von Schlüsselakteuren deutlich. Weiterhin wurden im Rahmen von Stakeholder-Workshops Anpassungsherausforderungen und aktuelle Handlungsbedarfe in den Fallstudienstädten identifiziert und Lösungsansätze erarbeitet, die in der F+E-Phase entwickelt und getestet werden sollen. Neben Maßnahmen auf gesamtstädtischer Ebene und auf Stadtteilebene wurden Maßnahmen angestrebt, die die Risikowahrnehmung, Vorsorge und Selbsthilfefähigkeit von Unternehmen und Bevölkerung stärken können. Daher wurde der Stand der Risikokommunikation in Deutschland für das Projekt aufgearbeitet und eine erste Evaluation von Risikokommunikationswerkzeugen durchgeführt. Der Bericht endet mit einer Kurzfassung des Arbeitsprogramms 2018-2021. N2 - Cities are responsible for around 70 % of the global greenhouse gas emissions and are hence important for climate mitigation; consequently they are a crucial target group of climate policies. At the same time, cities are also severely affected by potential impacts of climate change: extreme weather events such as heat waves or heavy precipitation (pluvial floods) cause high economic losses in urban areas and have adverse effects on the health of the urban population. Therefore, the project ExTrass is aimed at measurably enhancing cities’ resilience against extreme weather events jointly with representatives of urban administrations, disaster assistance and civil society. The project focusses on small metropolises and medium-sized cities with 50,000 to 500,000 inhabitants, in particular on the case study cities of Potsdam, Remscheid and Würzburg. The report summarizes the results of a 14-month definition phase whose main purpose was to define the research program of the successive 3-year-R+D-project, to be implemented jointly by researchers and practitioners. In addition, an inventory of climate change adaptation and climate mitigation strategies and plans of 99 German metropolises and medium-sized cities was created. Moreover, an in-depth analysis of the pathways of climate policies in the cities of Potsdam and Würzburg was conducted, which particularly revealed the relevance of key personalities. Furthermore, current challenges in climate adaptation and needs for action were identified during stakeholder workshops in the case study cities. In addition, possible solutions were discussed which will be implemented and tested during the R+D-project. Besides measures on the city level and on the level of urban districts, options that improve risk awareness, preparedness and coping capacities of enterprises and residents are strived for. Thus the state-of-the-art of risk communication in Germany was reviewed for the project and a first evaluation of a serious game was performed. The report ends with a brief outline of the work program 2018-2021. KW - Klimaanpassung KW - Klimaschutz KW - Pfadanalysen KW - Stadtentwicklung KW - Hitze KW - Starkregen KW - Risikokommunikation KW - Potsdam KW - Würzburg KW - Deutschland KW - Climate Adaptation KW - Climate Mitigation KW - analysis of pathways KW - urban development KW - heat KW - pluvial flooding KW - risk communication KW - city of Potsdam KW - city of Wuerzburg KW - Germany Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-416067 ER - TY - THES A1 - Huang, Shaochun T1 - Modelling of environmental change impacts on water resources and hydrological extremes in Germany T1 - Modellierung der Auswirkungen von Umweltveränderungen auf Wasserressourcen und Extremereignisse in Deutschland N2 - Water resources, in terms of quantity and quality, are significantly influenced by environmental changes, especially by climate and land use changes. The main objective of the present study is to project climate change impacts on the seasonal dynamics of water fluxes, spatial changes in water balance components as well as the future flood and low flow conditions in Germany. This study is based on the modeling results of the process-based eco-hydrological model SWIM (Soil and Water Integrated Model) driven by various regional climate scenarios on one hand. On the other hand, it is supported by statistical analysis on long-term trends of observed and simulated time series. In addition, this study evaluates the impacts of potential land use changes on water quality in terms of NO3-N load in selected sub-regions of the Elbe basin. In the context of climate change, the actual evapotransipration is likely to increase in most parts of Germany, while total runoff generation may decrease in south and east regions in the scenario period 2051-2060. Water discharge in all six studied large rivers (Ems, Weser, Saale, Danube, Main and Neckar) would be 8 – 30% lower in summer and autumn compared to the reference period (1961 – 1990), and the strongest decline is expected for the Saale, Danube and Neckar. The 50-year low flow is likely to occur more frequently in western, southern and central Germany after 2061 as suggested by more than 80% of the model runs. The current low flow period (from August to September) may be extended until the late autumn at the end of this century. Higher winter flow is expected in all of these rivers, and the increase is most significant for the Ems (about 18%). No general pattern of changes in flood directions can be concluded according to the results driven by different RCMs, emission scenarios and multi-realizations. An optimal agricultural land use and management are essential for the reduction in nutrient loads and improvement of water quality. In the Weiße Elster and Unstrut sub-basins (Elbe), an increase of 10% in the winter rape area can result in 12-19% more NO3-N load in rivers. In contrast, another energy plant, maize, has a moderate effect on the water environment. Mineral fertilizers have a much stronger effect on the NO3-N load than organic fertilizers. Cover crops, which play an important role in the reduction of nitrate losses from fields, should be maintained on cropland. The uncertainty in estimating future high flows and, in particular, extreme floods remain high due to different RCM structures, emission scenarios and multi-realizations. In contrast, the projection of low flows under warmer climate conditions appears to be more pronounced and consistent. The largest source of uncertainty related to NO3-N modelling originates from the input data on the agricultural management. N2 - Wasserressourcen werden in Quantität und Qualität von Veränderungen in der Umwelt, insbesondere von Änderungen des Klimas und der Landnutzung, in signifikantem Maße beeinflusst. In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen von Klimavariabilität und Klimawandel auf die Wasserressourcen und Extremereignisse wie Hoch- und Niedrigwasser in Deutschland untersucht. Die Analyse erfolgte auf der einen Seite modellgestützt, wobei die Ergebnisse aus verschiedenen regionalen Klimamodellen durch ein ökohydrologisches Modell in Änderungen in den hydrologischen Prozessen transformiert wurden, zum anderen aber auch datengestützt, z.B. durch die statistische Interpretation von beobachteten und simulierten Zeitreihen. Zusätzlich wurden die Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf Umsatz von Stickstoff in der Landschaft und im Wasser untersucht, wobei dasselbe ökohydrologische Modell zum Einsatz kam. Im Rahmen des Klimawandels wird zur Mitte dieses Jahrhunderts die aktuelle Evapotranspiration in den meisten Teilen Deutschlands mit großer Wahrscheinlichkeit zunehmen. Die täglichen Abflussmengen der fünf größten Flussgebiete in Deutschland (Ems, Weser, Elbe, Obere Donau und Rhein) werden dieser Untersuchung zur Folge im Sommer und Herbst um 8%-30% geringer sein als in der Referenzperiode (1961-1990). 80% der Szenariensimulationen stimmen darin überein, dass die 50-jährigen Niedrigwasserereignisse zum Ende dieses Jahrhunderts mit großer Wahrscheinlichkeit häufiger in den westlichen, den südlichen und den zentralen Teilen Deutschlands auftreten werden. Die gegenwärtige Niedrigwasserperiode (August-September) könnte sich zudem dann bis in den späten Herbst ausweiten. Für alle Flüsse werden höhere Winterabflüsse erwartet, wobei diese Zunahme für die Ems am stärksten ausfällt (ca. 18%). Mit größerer Unsicherheit sind dagegen die Aussagen zur Entwicklung der Hochwasser behaftet. Aus den Ergebnissen, die durch unterschiedliche regionale Klimamodelle und Szenarien getrieben wurden, kann jedoch kein allgemeingültiges Muster für die Änderungen der 50-jährigen Hochwässer ausgemacht werden. Eine optimierte Landnutzung und ein optimiertes Landmanagement sind für die Reduzierung der NO3-Einträge in die Oberflächengewässer essentiell. In den Einzusgebieten der Weißen Elster und der Unstrut (Elbe) kann eine Zunahme von 10% in der Anbaufläche von Winterraps zu einer 12-19% höheren NO3 Fracht führen. Mais, eine weitere Energiepflanze, hat hingegen einen mäßigeren Effekt auf die Oberflächengewässer. Die Höhe der Gabe von mineralischen Düngern beeinflußt zudem in starkem Maße die Nitratbelastung von Flüssen. Zwischenfrüchte können den NO3-Austrag im Sommer zusätzlich erheblich verringern. Insgesamt bleibt die Unsicherheit in der Vorhersage von Spitzenabflüssen und im Besonderen von Extrem-Hochwässern als Folge unterschiedlicher regionaler Klimamodelle, Emissionsszenarien und Realisationen sehr hoch. Im Gegensatz dazu erscheinen die Projektionen zu den Niedrigwasserereignissen unter wärmeren Bedingungen sehr viel deutlicher und einheitlicher. Die größte Unsicherheit in der Modellierung von NO3 dagegen sind die Eingangsdaten z.B. für das lokale landwirtschaftliche Management. KW - Climate change KW - Land use change KW - Water resources KW - Hydrological extremes KW - Germany Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-59748 ER -