Thomas Kox

• Uncertainty is an essential part of atmospheric processes and thus inherent to weather forecasts. Nevertheless, weather forecasts and warnings are still predominately issued as deterministic (yes or no) forecasts, although research suggests that providing weather forecast users with additional information about the forecast uncertainty can enhance the preparation of mitigation measures. Communicating forecast uncertainty would allow for a provision of information on possible future events at an earlier time. The desired benefit is to enable the users to start with preparatory protective action at an earlier stage of time based on the their own risk assessment and decision threshold. But not all users have the same threshold for taking action. In the course of the project WEXICOM (‘Wetterwarnungen: Von der Extremereignis-Information zu Kommunikation und Handlung’) funded by the Deutscher Wetterdienst (DWD), three studies were conducted between the years 2012 and 2016 to reveal how weather forecasts and warnings are reflected inUncertainty is an essential part of atmospheric processes and thus inherent to weather forecasts. Nevertheless, weather forecasts and warnings are still predominately issued as deterministic (yes or no) forecasts, although research suggests that providing weather forecast users with additional information about the forecast uncertainty can enhance the preparation of mitigation measures. Communicating forecast uncertainty would allow for a provision of information on possible future events at an earlier time. The desired benefit is to enable the users to start with preparatory protective action at an earlier stage of time based on the their own risk assessment and decision threshold. But not all users have the same threshold for taking action. In the course of the project WEXICOM (‘Wetterwarnungen: Von der Extremereignis-Information zu Kommunikation und Handlung’) funded by the Deutscher Wetterdienst (DWD), three studies were conducted between the years 2012 and 2016 to reveal how weather forecasts and warnings are reflected in weather-related decision-making. The studies asked which factors influence the perception of forecasts and the decision to take protective action and how forecast users make sense of probabilistic information and the additional lead time. In a first exploratory study conducted in 2012, members of emergency services in Germany were asked questions about how weather warnings are communicated to professional endusers in the emergency community and how the warnings are converted into mitigation measures. A large number of open questions were selected to identify new topics of interest. The questions covered topics like users’ confidence in forecasts, their understanding of probabilistic information as well as their lead time and decision thresholds to start with preparatory mitigation measures. Results show that emergency service personnel generally have a good sense of uncertainty inherent in weather forecasts. Although no single probability threshold could be identified for organisations to start with preparatory mitigation measures, it became clear that emergency services tend to avoid forecasts based on low probabilities as a basis for their decisions. Based on this findings, a second study conducted with residents of Berlin in 2014 further investigated the question of decision thresholds. The survey questions related to the topics of the perception of and prior experience with severe weather, trustworthiness of forecasters and confidence in weather forecasts, and socio-demographic and social-economic characteristics. Within the questionnaire a scenario was created to determine individual decision thresholds and see whether subgroups of the sample lead to different thresholds. The results show that people’s willingness to act tends to be higher and decision thresholds tend to be lower if the expected weather event is more severe or the property at risk is of higher value. Several influencing factors of risk perception have significant effects such as education, housing status and ability to act, whereas socio-demographic determinants alone are often not sufficient to fully grasp risk perception and protection behaviour. Parallel to the quantitative studies, an interview study was conducted with 27 members of German civil protection between 2012 and 2016. The results show that the latest developments in (numerical) weather forecasting do not necessarily fit the current practice of German emergency services. These practices are mostly carried out on alarms and ground truth in a reactive manner rather than on anticipation based on prognosis or forecasts. As the potential consequences rather than the event characteristics determine protective action, the findings support the call and need for impact-based warnings. Forecasters will rely on impact data and need to learn the users’ understanding of impact. Therefore, it is recommended to enhance weather communication not only by improving computer models and observation tools, but also by focusing on the aspects of communication and collaboration. Using information about uncertainty demands awareness about and acceptance of the limits of knowledge, hence, the capabilities of the forecaster to anticipate future developments of the atmosphere and the capabilities of the user to make sense of this information.…
• Obwohl atmosphärische Prozesse wesentlich durch Unsicherheit gekennzeichnet sind, werden Wettervorhersagen und Warnungen in Deutschland überwiegend noch als deterministische (ja oder nein) Vorhersagen herausgegeben. Dagegen legen jüngere Forschungsergebnisse nahe, dass durch die frühzeitige Bereitstellung von Informationen über die Vorhersageunsicherheit, die Vorbereitung von Vorsorgemaßnahmen verbessert werden kann. Der gewünschte Vorteil bestünde darin, es der Empfängerin und dem Empfänger zu ermöglichen auf Grundlage der eigenen Risikobewertung zu einem möglichen früheren Zeitpunkt mit Schutzmaßnahmen zu beginnen. Offen ist dabei, ob diese mit probabilistischen Wettervorhersagen, der Unsicherheit und den Implikationen durch die zusätzliche Vorlaufzeit umgehen können, wie sich Vorhersagen und Warnungen in wetterbezogenen Entscheidungen widerspiegeln und welche Einflussfaktoren auf die Entscheidung wirken. Im Rahmen des vom Deutschen Wetterdienst (DWD) geförderten Projektes WEXICOM (Wetterwarnungen: Von der Extremereignis-InformationObwohl atmosphärische Prozesse wesentlich durch Unsicherheit gekennzeichnet sind, werden Wettervorhersagen und Warnungen in Deutschland überwiegend noch als deterministische (ja oder nein) Vorhersagen herausgegeben. Dagegen legen jüngere Forschungsergebnisse nahe, dass durch die frühzeitige Bereitstellung von Informationen über die Vorhersageunsicherheit, die Vorbereitung von Vorsorgemaßnahmen verbessert werden kann. Der gewünschte Vorteil bestünde darin, es der Empfängerin und dem Empfänger zu ermöglichen auf Grundlage der eigenen Risikobewertung zu einem möglichen früheren Zeitpunkt mit Schutzmaßnahmen zu beginnen. Offen ist dabei, ob diese mit probabilistischen Wettervorhersagen, der Unsicherheit und den Implikationen durch die zusätzliche Vorlaufzeit umgehen können, wie sich Vorhersagen und Warnungen in wetterbezogenen Entscheidungen widerspiegeln und welche Einflussfaktoren auf die Entscheidung wirken. Im Rahmen des vom Deutschen Wetterdienst (DWD) geförderten Projektes WEXICOM (Wetterwarnungen: Von der Extremereignis-Information zu Kommunikation und Handlung) wurden dazu zwischen den Jahren 2012 und 2016 drei Studien durchgeführt. In einer ersten explorativen Studie wurden Vertreterinnen und Vertreter des deutschen Bevölkerungsschutzes gefragt, wieWetterwarnungen an sie kommuniziert werden und wie sie diese Informationen in Maßnahmen umsetzten. Die Studie bestand aus mehreren offenen Fragen, um möglichst viele neue Themen zu identifizieren. Thematische Schwerpunkte waren das Vertrauen in Wettervorhersagen, das Verständnis von Wahrscheinlichkeiten und die benötigte Vorlaufzeit für vorbereitende Maßnahmen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Befragten im Allgemeinen die Unsicherheit in Wettervorhersagen gut einschätzen. Obwohl kein eindeutiger Wahrscheinlichkeitswert identifiziert werden konnte, bei dem sie mit vorbereitenden Maßnahmen beginnen würden, wurde deutlich, dass Feuerwehren und Rettungsdienste es vermeiden ihre Entscheidungen auf Grund von Vorhersagen mit niedriger Eintrittswahrscheinlichkeit zu treffen. In einer zweiten Fragebogenstudie wurde das Thema der Schwellenwerte für Entscheidungen mit Bewohnern von Berlin weiter untersucht. Es wurde geprüft, welche mögliche Faktoren die individuellen Wahrscheinlichkeitswerte beeinflussen. Der Fragebogen beinhaltete dafür ein fiktives Entscheidungs-Szenario und weitere Fragen zur Wahrnehmung und vorherigen Erfahrung mit Unwetter, der Einschätzung der Vertrauenswürdigkeit von Forecastern und das Vertrauen inWettervorhersagen sowie soziodemografische und sozioökonomische Merkmale. Die Ergebnisse zeigen, dass die Handlungsbereitschaft tendenziell höher ist und die Schwellenwerte tendenziell niedriger ausfallen, wenn das erwartete Wetterereignis schwerwiegender ist oder das gefährdete Eigentum einen höheren Wert hat. Mehrere Faktoren beeinflussen die Risikowahrnehmung und den Schwellenwert. Darunter Bildung, Wohnstatus und Selbstwirksamkeitserwartung. Wohingegen soziodemografische Merkmale nicht ausreichen, um Risikowahrnehmung und Schutzverhalten vollständig zu erfassen. Parallel zu den quantitativen Studien wurde eine Interviewstudie mit 27 Vertreterinnen und Vertretern des deutschen Bevölkerungsschutzes durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die technologischen Entwicklungen durch die numerische Wettervorhersage nicht zwangsläufig durch die derzeitige Praxis des deutschen Bevölkerungsschutzes aufgegriffen werden können. Dieser reagiert zumeist auf Grundlage von Alarmen und Bestätigungen durch Lagebilder von Ort, anstatt auf der Grundlage von (Wetter-) Vorhersagen zu arbeiten. Die Ergebnisse zeigen insgesamt, dass letztendlich die Konsequenzen von Wetter und nicht das Wetterereignis an sich die Handlungen prägen. Impact-basierende Warnungen können hier aufgrund der Praxisnähe eine hilfreiche Unterstützung für einige Empfängergruppen darstellen. Für diese Form der Warnung benötigen die Wetterdienste Daten zu den Auswirkungen von Wetter. Notwendig dafür ist eine verbesserte Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Wetterdiensten und professionellen Empfängergruppen. So erlernen die Wetterdienste die Bedeutung von Auswirkungen für den einzelnen Empfänger und unterstützen gleichzeitig das Verständnis von numerischen Wettervorhersagen. Die Kommunikation von Vorhersageunsicherheiten erfordert grundlegend ein Bewusstsein und Verständnis über die Grenzen des Wissens und somit über die Fähigkeiten der Forecaster, zukünftige Entwicklungen der Atmosphäre vorherzusagen und über die Fähigkeiten der Empfängerinnen und Empfänger, diese Informationen zu verstehen und umzusetzen.…