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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.
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.
Ranking local climate policy
(2021)
Climate mitigation and climate adaptation are crucial tasks for urban areas and can involve synergies as well as trade-offs. However, few studies have examined how mitigation and adaptation efforts relate to each other in a large number of differently sized cities, and therefore we know little about whether forerunners in mitigation are also leading in adaptation or if cities tend to focus on just one policy field. This article develops an internationally applicable approach to rank cities on climate policy that incorporates multiple indicators related to (1) local commitments on mitigation and adaptation, (2) urban mitigation and adaptation plans and (3) climate adaptation and mitigation ambitions. We apply this method to rank 104 differently sized German cities and identify six clusters: climate policy leaders, climate adaptation leaders, climate mitigation leaders, climate policy followers, climate policy latecomers and climate policy laggards. The article seeks explanations for particular cities' positions and shows that coping with climate change in a balanced way on a high level depends on structural factors, in particular city size, the pathways of local climate policies since the 1990s and funding programmes for both climate mitigation and adaptation.
Cities can be severely affected by climate change. Hence, many of them have started to develop climate adaptation strategies or implement measures to help prepare for the challenges it will present. This study aims to provide an overview of climate adaptation in 104 German cities. While existing studies on adaptation tracking rely heavily on self-reported data or the mere existence of adaptation plans, we applied the broader concept of adaptation readiness, considering five factors and a total of twelve different indicators, when making our assessments. We clustered the cities depending on the contribution of these factors to the overall adaptation readiness index and grouped them according to their total score and cluster affiliations. This resulted in us identifying four groups of cities. First, a pioneering group comprises twelve (mainly big) cities with more than 500,000 inhabitants, which showed high scores for all five factors of adaptation readiness. Second, a set of 36 active cities, which follow different strategies on how to deal with climate adaptation. Third, a group of 28 cities showed considerably less activity toward climate adaptation, while a fourth set of 28 mostly small cities (with between 50,000 and 99,999 inhabitants) scored the lowest. We consider this final group to be pursuing a 'wait-and-see' approach. Since the city size correlates with the adaptation readiness index, we recommend policymakers introduce funding schemes that focus on supporting small cities, to help them prepare for the impact of a changing climate.
Over the past decades, floods have caused significant financial losses in Turkey, amounting to US$ 800 million between 1960 and 2014. With the Sendai Framework for Disaster Risk Reduction 2015-2030 (SFDRR), it is aimed to reduce the direct economic loss from disasters in relation to the global gross domestic product (GDP) by 2030. Accordingly, a methodology based on experiences from developing countries was proposed by the United Nations Office for Disaster Risk Reduction (UNDRR) to estimate direct economic losses on the macro-scale. Since Turkey also signed the SFDRR, we aimed to adapt, validate and apply the loss estimation model proposed by the UNDRR in Turkey for the first time. To do so, the well-documented flood event in Mersin of 2016 was used to calibrate the damage ratios for the agricultural, commercial and residential sectors, as well as educational facilities. Case studies between 2015 and 2020 with documented losses were further used to validate the model. Finally, model applications provided initial loss estimates for floods occurred recently in Turkey. Despite the limited event documentation for each sector, the calibrated model yielded good results when compared to documented losses. Thus, by implementing the UNDRR method, this study provides an approach to estimate the direct economic losses in Turkey on the macro-scale, which can be used to fill gaps in event databases, support the coordination of financial aid after flood events and facilitate monitoring of the progress toward and achievement of Global Target C of the Sendai Framework for Disaster Risk Reduction 2015-2030.
Heat waves are increasingly common in many countries across the globe, and also in Germany, where this study is set. Heat poses severe health risks, especially for vulnerable groups such as the elderly and children. This case study explores visitors' behavior and perceptions during six weekends in the summer of 2018 at a 6-month open-air horticultural show. Data from a face-to-face survey (n = 306) and behavioral observations ( n = 2750) were examined by using correlation analyses, ANOVA, and multiple regression analyses. Differences in weather perception, risk awareness, adaptive behavior, and activity level were observed between rainy days (maximum daily temperature, 25 degrees C), warmsummer days (25 degrees-30 degrees C), and hot days (>30 degrees C). Respondents reported a high level of heat risk awareness, butmost (90%) were unaware of actual heat warnings. During hot days, more adaptive measures were reported and observed. Older respondents reported taking the highest number of adaptive measures. We observed the highest level of adaptation in children, but they also showed the highest activity level. From our results we discuss how to facilitate individual adaptation to heat stress at open-air events by taking the heterogeneity of visitors into account. To mitigate negative health outcomes for citizens in the future, we argue for tailored risk communication aimed at vulnerable groups. <br /> SIGNIFICANCE STATEMENT: People around the world are facing higher average temperatures. While higher temperatures make open-air events a popular leisure time activity in summer, heat waves are a threat to health and life. Since there is not much research on how visitors of such events perceive different weather conditions-especially hot temperatures-we explored this in our case study in southern Germany at an open-air horticultural show in the summer of 2018. We discovered deficits both in people's awareness of current heat risk and the heat adaptation they carry out themselves. Future research should further investigate risk perception and adaptation behavior of private individuals, whereas event organizers and authorities need to continually focus on risk communication and facilitate individual adaptation of their visitors.
Eine Zunahme der allgemeinen Temperatur auf Grund des Klimawandels und die damit einhergehende Zunahme von Hitzewellen führten dazu, dass das Landesamt für Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV) einen Leitfaden für den Schutz der positiven Klimafunktion urbaner Böden herausgab. Darauf aufbauend wurde auf regionaler Ebene für die Stadt Düsseldorf die Kühlleistung der urbanen Böden quantifiziert, um besonders schutzwürdige Bereiche zu identifizieren. Im Rahmen des Projektes ExTrass sollte nun die Kühlleistung urbaner Böden innerhalb Remscheids quantifiziert werden, jedoch auf Basis von frei zugänglichen Daten. Eine solche Datengrundlage schließt eine Modellierung des Bodenwasserhaushaltes, welches die Grundlage der Quantifizierung in Düsseldorf war, für Remscheid aus. Jedoch bietet der vorgestellte Ansatz die Möglichkeit, eine solche Untersuchung auch in anderen Gemeinden innerhalb Deutschlands mit relativ wenig Aufwand durchzuführen.
Die Kühlleistung der Böden wurde über die nutzbare Feldkapazität abgeschätzt, welche das Wasserspeichervolumen der obersten durchwurzelten Bodenzone angibt. Es ist der Bodenwasserspeicher, der Wasser für die Evapotranspiration zur Verfügung stellt und damit maßgeblich die Kühlleistung eines Bodens definiert, d.h. durch direkte Evaporation des Bodenwassers sowie durch die Transpiration von Wasser durch Pflanzen. In die Erstellung der Karte sind eingegangen: (a) die Bodenkarte Nordrhein-Westfalens (BK50), um die nutzbare Feldkapazität (nFK) je Fläche zu bestimmen; (b) der Landnutzungsdatensatz UrbanAtlas 2012, in Verbindung mit einer Literaturrecherche, um den Einfluss der Landnutzung auf die Werte der nFK, insbesondere im Hinblick auf Versiegelung und Verdichtung herzuleiten; und (c) OpenStreetMap (OSM), um den Anteil der versiegelten Flächen genauer zu bestimmen, als dies auf Basis des UrbanAtlas möglich gewesen wäre.
Es hat sich gezeigt, dass dieser Ansatz geeignet ist, um die räumliche Verteilung der potenziellen Bodenkühlfunktion innerhalb einer Stadt zu untersuchen. Es ist zu beachten, dass der Einfluss des Grundwassers in Remscheid nicht berücksichtigt werden konnte. Denn es ist damit zu rechnen, dass die Grundwasserverhältnisse aufgrund der geologischen und topographischen Situation in Remscheid kleinräumig Variationen unterliegen und es somit
keinen durchgängigen und kartierten Aquifer gibt.
Kleingartenanlagen, Parks und Friedhöhe im innerstädtischen Bereich und allgemein die Landnutzungsklassen Wald und Grünland wurden als Flächen mit einem besonders hohem potenziellen Bodenkühlpotenzial identifiziert. Solche Flächen sind besonders schützenswert. Die Analyse der Speicherfüllstände der oberen Bodenzone, basierend auf der erstellten Karte der potenziellen Bodenkühlfunktion und der klimatischen Wasserbilanz, ergab, dass besonders innerstädtische Flächen, die einen kleinen Bodenwasserspeicher haben, in einem trockenen Jahr bereits früh im Sommer ihre Kühlfunktion verlieren und bei Hitzewellen somit eine verringerte positive Klimafunktion haben. Gestützt wird diese Aussage durch eine Auswertung des normalisierten differenzierten Vegetationsindex (NDVI), der genutzt wurde, um die Veränderung der Pflanzenvitalität vor und nach einer Hitzeperiode im Juni/Juli 2018 zu untersuchen.
Messungen mit Meteobikes, einer Vorrichtung, die dazu geeignet ist, während einer Radfahrt kontinuierlich die Temperatur zu messen, stützen die Erkenntnis, dass innerstädtische Grünflächen wie Parks eine positive Wirkung auf das urbane Mikroklima haben. Weiterhin zeigen diese Messungen, dass die Topographie innerhalb des Untersuchungsgebietes die Aufheizung einzelner Flächen und die Temperaturverteilung vermutlich mitbestimmt. Die hier vorgestellte Karte der potenziellen Kühlfunktion für Remscheid sollte als Ergänzung in die Klimafunktionskarte für Remscheid eingehen und den bestehenden Layer „flächenhafte Klimafunktion“, der nur die Landnutzung berücksichtigt, ersetzen.
Starkregen in Berlin
(2021)
In den Sommern der Jahre 2017 und 2019 kam es in Berlin an mehreren Orten zu Überschwemmungen in Folge von Starkregenereignissen. In beiden Jahren führte dies zu erheblichen Beeinträchtigungen im Alltag der Berliner:innen sowie zu hohen Sachschäden. Eine interdisziplinäre Taskforce des DFG-Graduiertenkollegs NatRiskChange untersuchte (1) die meteorologischen Eigenschaften zweier besonders eindrücklicher Unwetter, sowie (2) die Vulnerabilität der Berliner Bevölkerung gegenüber Starkregen.
Eine vergleichende meteorologische Rekonstruktion der Starkregenereignisse von 2017 und 2019 ergab deutliche Unterschiede in der Entstehung und den Überschreitungswahrscheinlichkeiten der beiden Unwetter. So war das Ereignis von 2017 mit einer relativ großen räumlichen Ausdehnung und langer Dauer ein untypisches Starkregenereignis, während es sich bei dem Unwetter von 2019 um ein typisches, kurzzeitiges Starkregenereignis mit ausgeprägter räumlicher Heterogenität handelte. Eine anschließende statistische Analyse zeigte, dass das Ereignis von 2017 für längere Niederschlagsdauern (>=24 h) als großflächiges Extremereignis mit Überschreitungswahrscheinlichkeiten von unter 1 % einzuordnen ist (d.h. Wiederkehrperioden >=100 Jahre). Im Jahr 2019 wurden dagegen ähnliche Überschreitungswahrscheinlichkeiten nur lokal und für kürzere Zeiträume (1-2 h) berechnet.
Die Vulnerabilitätsanalyse basiert auf einer von April bis Juni 2020 in Berlin durchgeführten Onlinebefragung. Diese richtete sich an Personen, die bereits von vergangenen Starkregenereignissen betroffen waren und thematisierte das Schadensereignis selbst, daraus entstandene Beeinträchtigungen und Schäden, Risikowahrnehmung sowie Notfall- und Vorsorgemaßnahmen. Die erhobenen Umfragedaten (n=102) beziehen sich vornehmlich auf die Ereignisse von 2017 und 2019 und zeigen, dass die Berliner Bevölkerung sowohl im Alltag (z.B. bei der Beschaffung von Lebensmitteln) als auch im eigenen Haushalt (z.B. durch Überschwemmungsschäden) von den Unwettern beeinträchtigt war. Zudem deuteten die Antworten der Betroffenen auf Möglichkeiten hin, die Vulnerabilität der Gesellschaft gegenüber Starkregen weiter zu reduzieren - etwa durch die Unterstützung besonders betroffener Gruppen (z.B. Pflegende), durch gezielte Informationskampagnen zum Schutz vor Starkregen oder durch die Erhöhung der Reichweite von Unwetterwarnungen. Eine statistische Analyse zur Effektivität privater Notfall- und Vorsorgemaßnahmen auf Grundlage der Umfragedaten bestätigte vorherige Studienergebnisse.
So gab es Anhaltspunkte dafür, dass durch das Umsetzen von Vorsorgemaßnahmen wie beispielsweise das Installieren von Rückstauklappen, Barriere-Systemen oder Pumpen Starkregenschäden reduziert werden können.
Die Ergebnisse dieses Berichts unterstreichen die Notwendigkeit für ein integriertes Starkregenrisikomanagment, das die Risikokomponenten Gefährdung, Vulnerabilität und Exposition ganzheitlich und auf mehreren Ebenen (z.B. staatlich, kommunal, privat) betrachtet.