Um das Risiko Überschwemmungen zu berechnen, verwenden wir die Variablen [Copernicus Climate Data Store (CDS)]:
- maximum 1 day precipitation (rx1day): maximaler Tagesniederschlag in einem Jahr (in mm).
- maximum 5 day precipitation (rx5day): maximaler Niederschlag an 5 aufeinanderfolgenden Tagen in einem Jahr (in mm).
Der erste Indikator ist mit kurzen und heftigen Gewittern verbunden (mögliche Ursache für 'Sturzfluten' und 'städtische Überschwemmungen'). Der zweite Indikator ist mit anhaltenden Niederschlagsereignissen mit kontinuierlichem Regen über mehrere Tage verbunden (mögliche Ursache für Flusshochwasser und 'Flussüberschwemmungen'). Daher können wir durch Kombination der beiden Indikatoren das Überschwemmungsrisiko schätzen.
Zur Definition der Risikoniveaus betrachten wir die Wiederkehrperiode RP (siehe Cold Wave Risk) für diese Indikatoren.
Diese Methodik zur Bewertung des Überschwemmungsrisikos spiegelt vollständig die Standardpraktiken in Hydrologie, Wasserbau und Klimatologie wider.
Sie basiert auf drei etablierten wissenschaftlichen Säulen:
- Die Verwendung von Standard-Niederschlagsextremindizes (Rx1day, Rx5day) zur Charakterisierung der verschiedenen Arten von Regenereignissen, die Überschwemmungen verursachen.
Die Indikatoren Rx1day und Rx5day sind zwei der wichtigsten und universell verwendeten Indizes für Klimaextreme. Sie wurden vom Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI) standardisiert, um die Konsistenz und Vergleichbarkeit von Studien auf globaler Ebene zu gewährleisten.
- Indices for monitoring changes in extremes based on daily temperature and precipitation data
Dieses Dokument konsolidiert die genauen Definitionen von Rx1day und Rx5day. Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat sie übernommen, weil sie effektiv die Merkmale von Regenereignissen erfassen, die zu unterschiedlichen Auswirkungen führen.
- ETCCFI Climate Change Indices
- Die Unterscheidung zwischen den mit kurzzeitigen Ereignissen (Sturzfluten) verbundenen Risiken und denen, die mit anhaltenden Ereignissen (Flusshochwasser) verbunden sind.
Die wissenschaftliche und hydrologische Literatur unterstützt vollständig unsere Unterscheidung:
- Rx1day für Sturzfluten (Flash Floods / Pluvial Floods): Die Regenintensität in kurzer Zeit übersteigt die Aufnahmekapazität des Bodens und die Kapazität städtischer Entwässerungssysteme.
- Rx5day für Flussüberschwemmungen (Fluvial Floods): Die über mehrere Tage akkumulierten Niederschläge sättigen das Einzugsgebiet und verursachen den Anstieg und das Überlaufen von Wasserläufen.
- Handbook of Drought and Flood Indices
Dieses Handbuch diskutiert ausführlich, wie verschiedene Niederschlagsindikatoren (einschließlich Extreme auf Zeitskalen von 1, 3, 5 Tagen) Vorläufer verschiedener Überschwemmungstypen sind. Es bestätigt, dass die Analyse von Niederschlagsextremen über verschiedene Dauern grundlegend für eine umfassende Überschwemmungsrisikobewertung ist.
- Die Anwendung der Häufigkeitsanalyse von Extremen unter Verwendung der Wiederkehrperiode (Return Period) zur Klassifizierung der Schwere und des Risikos.
Die Verwendung der Wiederkehrperiode zur Definition des Risikoniveaus einer Überschwemmung ist weltweit der absolute Standard, sowohl im wissenschaftlichen als auch im ingenieur- und versicherungstechnischen Bereich.
- Guidelines on Analysis of Extremes in a Changing Climate in Support of Adaptation to Climate Change
Diese WMO-Handbücher beschreiben die Standardpraktiken für die Vorhersage und das Management von Überschwemmungen, die vollständig auf der Häufigkeitsanalyse von Niederschlägen und Flussabflüssen basieren. Die Verwendung von Wiederkehrperioden zur Definition von Alarmschwellen und zur Gestaltung von Schutzmaßnahmen ist ein zentrales Thema.
Zusammenfassend spiegelt unsere Methodik die Best Practices wider. Sie verwendet Standardindikatoren (Rx1day, Rx5day), um die verschiedenen Mechanismen zu erfassen, die Überschwemmungen erzeugen, und wendet die Standardmethode der Wiederkehrperiode an, um eine klare, quantitative und universell anerkannte Risikoskala zu erstellen.