Kältewellen

Um das Risiko Kältewellen zu berechnen, verwenden wir die Variable [Copernicus Climate Data Store (CDS)]:

• Cold spell duration index (CSDI): jährliche Zählung der Tage, an denen für mindestens 6 aufeinanderfolgende Tage die tägliche Mindesttemperatur unter dem für diesen Kalendertag berechneten 10. Perzentil auf einem gleitenden 5-Tage-Fenster während des Referenzzeitraums liegt. Dieser Indikator informiert darüber, wie oft und wie lange die Temperaturen extrem niedrig sind. Für diesen Parameter (wie für andere später beschriebene) ist es nicht möglich, global gültige Schwellenwerte für den absoluten Wert zu definieren, da der Parameter eng mit der jeweiligen geografischen Region verbunden ist. Daher muss ein Kriterium zur Aufteilung in Risikoniveaus, das global gültig ist, auf der statistischen Seltenheit der Ereignisse basieren, d.h. der Wiederkehrperiode RP. Für Details zur Berechnung der Wiederkehrperiode befindet sich am Ende des Dokuments eine technische Notiz.

Die beschriebene Methode zur Bewertung des Kältewellenrisikos basiert auf zwei etablierten wissenschaftlichen Säulen:

• Die Verwendung von standardisierten Indizes für Extremereignisse, in diesem Fall der Cold Spell Duration Index (CSDI).

Die Definition des von uns verwendeten CSDI-Index stammt direkt vom Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI). Diese Gruppe, gesponsert von der World Meteorological Organization (WMO), hat eine Reihe von 27 Indizes für Klimaextreme standardisiert, um sicherzustellen, dass Studien zum Klimawandel konsistent und global vergleichbar sind.

• Indices for monitoring changes in extremes based on daily temperature and precipitation data Dieses Papier ist eines der Referenzdokumente, das die ETCCDI-Indizes zusammenfasst und ihre genauen Definitionen liefert. Es erklärt die Logik hinter der Erstellung perzentilbasierter Indizes (wie CSDI), die Extreme relativ zum lokalen Klima messen und sie in jeder Region der Welt anwendbar machen.

• ETCCFI Climate Change Indices Definition aller Indizes durch ETCCDI.

• Die Anwendung der Statistischen Extremwertanalyse (Extreme Value Theory) unter Verwendung der Wiederkehrperiode (Return Period) zur Klassifizierung der Seltenheit und damit des mit einem Ereignis verbundenen Risikos.

Die Verwendung der Wiederkehrperiode zur Klassifizierung des Risikos seltener Ereignisse ist eine Standardpraxis in Hydrologie, Bauingenieurwesen und zunehmend in der Klimatologie. Sie basiert auf der Theorie der Extremwerte (Extreme Value Theory - EVT).

• An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values Dieses Buch ist der akademische Referenztext zur Statistik von Extremwerten. Es erklärt die mathematischen Grundlagen zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit seltener Ereignisse und wie daraus das Konzept der 'Wiederkehrperiode' abgeleitet wird.
• Guidelines on Analysis of Extremes in a Changing Climate in Support of Adaptation to Climate Change Dieses WMO-Dokument bietet Wissenschaftlern und Risikomanagern praktische Anleitungen zur Analyse von Extremereignissen. Es diskutiert explizit die Bedeutung der Berechnung von Wiederkehrperioden und wie diese verwendet werden können, um Anpassungsstrategien und Infrastrukturplanung zu informieren. Es unterstützt den beschriebenen Ansatz: Wenn ein Ereignis seltener ist (höheres RP), ist das damit verbundene Risiko größer, weil die Gesellschaft weniger darauf vorbereitet ist.

Zusammenfassend kombiniert unsere Methodik einen standardisierten physischen Auswirkungsindikator (CSDI) mit einer wahrscheinlichkeitsbasierten Risikoeinstufungsmethode (Wiederkehrperiode). Dieser zweistufige Ansatz wird vollständig von der wissenschaftlichen Literatur und den Richtlinien der wichtigsten meteorologischen Organisationen weltweit unterstützt.