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Projected changes in compound flood hazard from riverine and coastal floods in northwestern Europe
(2020)
Compound flooding in coastal regions, that is, the simultaneous or successive occurrence of high sea levels and high river flows, is expected to increase in a warmer world. To date, however, there is no robust evidence on projected changes in compound flooding for northwestern Europe. We combine projected storm surges and river floods with probabilistic, localized relative sea-level rise (SLR) scenarios to assess the future compound flood hazard over northwestern coastal Europe in the high (RCP8.5) emission scenario. We use high-resolution, dynamically downscaled regional climate models (RCM) to drive a storm surge model and a hydrological model, and analyze the joint occurrence of high coastal water levels and associated river peaks in a multivariate copula-based approach. The RCM-forced multimodel mean reasonably represents the observed spatial pattern of the dependence strength between annual maxima surge and peak river discharge, although substantial discrepancies exist between observed and simulated dependence strength. All models overestimate the dependence strength, possibly due to limitations in model parameterizations. This bias affects compound flood hazard estimates and requires further investigation. While our results suggest decreasing compound flood hazard over the majority of sites by 2050s (2040-2069) compared to the reference period (1985-2005), an increase in projected compound flood hazard is limited to around 34% of the sites. Further, we show the substantial role of SLR, a driver of compound floods, which has frequently been neglected. Our findings highlight the need to be aware of the limitations of the current generation of Earth system models in simulating coastal compound floods.
Entlang der Küstenniederung des Naturschutzgebietes „Hütelmoor und Heiligensee“, ca. 6 km nordöstlich von Rostock-Warnemünde gelegen, wird seit dem Jahr 2000 die Küstendüne nicht mehr instand gehalten. Im Rahmen der Renaturierung des Gebietes werden so grundsätzlich wieder Überflutungen bei Ostseehochwassern zugelassen, was bisher jedoch noch nicht eingetreten ist. Am 4./5. Januar 2017 ereignete sich ein Sturmhochwasser der Ostsee, mit einem Scheitelwasserstand in Warnemünde, der sich zwischen dem 10- und 20-jährlichen Hochwasserstand einordnet. Dennoch kam es bei diesem Ereignis nicht zum Dünendurchbruch und zur seeseitigen Überflutung, wohl aber zum binnenseitigen Einstrom von Salz- bzw. Brackwasser. Dieser erfolgte über den Graben, durch den das Gebiet normalerweise über die Warnow in die Ostsee entwässert. Durch das Einströmen über die Sohlschwelle, sonst Auslass des Gebietes, stiegen die Wasserstände und Salzkonzentrationen in der südwestlichen Hälfte der Niederung an. Mit zunehmender Entfernung zur Sohlschwelle waren diese Auswirkungen jedoch geringer spürbar. Dies gilt wegen der Retentionswirkung der Niederung mehr für den Wasserstand als für die Salzkonzentration. Während der Wasserstand durch den Einstau der Niederung und Überschwemmungen flächenhaft anstieg, breitete sich die Salzfront präferentiell in den ehemaligen Entwässerungsgräben, die trotz des Einstaus nach wie vor hydraulisch aktiv sind, eher linienhaft aus. Diese Interpretation beruht auf Messergebnissen von Wasserstand, elektrischer Leitfähigkeit und Wassertemperatur.