KIS Kumul-Informations-Service - Gefahrenkarten im KIS - vht-online.de
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Version 2.9.1
KIS
Kumul-Informations-Service
Gefahrenkarten im KIS
Ergänzende Hinweise zur Datengrundlage,
Zonierung und Interpretation
KIS
Herausgeber
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Stand: Oktober 2019
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KIS
Inhaltsverzeichnis
Einführung 4
▪ Die Gefahrenkarten im KIS 4
▪ Abdeckung 5
▪ Hinweis zu den Gefahrenstufen 5
▪ Legenden und Abfrage der Gefahrenwerte 6
Vorstellung der einzelnen Gefahrenkarten im KIS 8
▪ Hochwasser (landseitig) 8
▪ Seewasser 14
▪ Erdbeben 19
▪ Hagel 22
▪ Winterstürme in Europa 25
▪ Tropische Zyklone 27
▪ Tsunamis 32
▪ Politische Gefahren auf staatlicher Ebene 40
▪ Politische Gefahren auf substaatlicher bzw. lokaler Ebene 44
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 3
KIS Einführung Die Gefahrenkarten im KIS Im KIS sind zurzeit diese 9 Gefahrenkarten implementiert: ▪ Hochwasser (binnen) ▪ Hochwasser (seeseitig), im KIS Seewasser genannt ▪ Winterstürme in Europa ▪ Tropische Zyklone ▪ Hagel ▪ Erdbeben ▪ Tsunamis ▪ Politische Gefahren (staatliche Ebene) ▪ Politische Gefahren (substaatliche Ebene) Die Gefahrenkarten werden im Folgenden kurz vorgestellt. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 4
KIS
Abdeckung
Vorweggenommen sei, dass sich die globale Abdeckung der Gefahrenkarten auf den Bereich
zwischen 72 ° nördliche Breite und 55 ° südliche Breite beschränkt.
Zum einen liegen für die anderen Bereiche teilweise keine Daten vor, andererseits rechtfertigt
sich hier kein aufwändiger Recherche- und Modellierungsaufwand, da es sich um kaum bis gar
nicht besiedelte Regionen handelt.
Bereich der Abdeckung. Beispiel: pol. Gefahren (national)
Hinweis zu den Gefahrenstufen
Fast alle Gefahrenkarten im KIS gelten global. Ausnahmen sind: Winterstürme in Europa und
politische Gefahren auf substaatlicher Ebene.
Daher ist eine global einheitliche Zonierung (Einteilung der Gefahrenstufen) erforderlich.
Bei Gefahrenkarten, für die unterschiedliche Datenquellen oder -grundlagen je nach Region
herangezogen wurden, mussten ursprünglich evtl. unterschiedliche Zonierungen vereinheitlicht
(reklassifiziert) werden.
So gibt es z. B. in der Hochwasserkarte im KIS nur drei Gefahrenklassen, obwohl die für
Deutschland herangezogenen ZÜRS Daten vier Zonen ausweisen.
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 5
KIS Legenden und Abfrage der Gefahrenwerte Diese können über die Layersteuerung für alle in KIS aktivierten (= eingeblendeten) Gefahrenkarten angezeigt werden: Alternativ lassen sich die Legenden für alle Gefahrenkarten als PDF-Datei über einen Link aufrufen: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 6
KIS In der Kartenansicht lassen sich die Gefahrenwerte für aktivierte (= eingeblendete) Gefahrenkarten über die Sachdatenabfrage anzeigen. Dazu wird das Info-Icon links oben in der Karenanwendung aktiviert und ein beliebiger Punkt in der Karte angeklickt. Es öffnet sich ein Ergebnisfenster mit der Gefahrenstufe an diesem Ort und der Legende. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 7
KIS
Vorstellung der einzelnen Gefahrenkarten im KIS
Hochwasser (landseitig)
Die Hochwasserkarte basiert auf mehreren Datenquellen und Modellierungen, die je nach
Region verwendet wurden:
▪ Globale Ebene: Flood Frequency-Daten der UNEP Global Risk Data Plattform.
▪ Deutschland: ZÜRS Daten (Zonierungssystem für Überschwemmung, Rückstau und
Starkregen vom GDV e.V.)
▪ Österreich: HORA Daten (HORA = Natural Hazard Overview & Risk Assessment
Austria)
▪ Regionale Ergänzungen mit Hilfe vorliegender Kartierungen des Dartmouth-Flood-
Observatory, z. B. in Australien, Indien (Uttar Pradesh), Pakistan und Thailand
▪ Regionale Verbesserungen anhand eines modellbasierten hydraulischen Ansatzes in
Ho-Chi-Minh-Stadt (Vietnam), Lima (Peru), Moskau (Russland), Porto Alegre (Brasilien),
Sao Paulo (Brasilien) und Shanghai (China).
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 8
KIS
Die Hochwasserkarte verwendet auf globaler Ebene die Flood Frequency-Daten der UNEP
Global Risk Data Plattform. Diese greifen auf statistische Daten der letzten Jahre zu.
Da diese Daten eine sehr grobe Rasterung aufweisen, kommt es zu Ungenauigkeiten.
Es wurde eine Sicherheitszone von 1 km beiderseitig der gefährdeten Zone ausgewiesen.
Beispiel Buenos Aires:
2 Sicherheitszone
3 Gefährdungszone
Abschließend wurden mit Hilfe vorliegender Kartierungen des Dartmouth-Flood-Observatory
Ergänzungen der Karte in einzelnen Gebieten folgenden Ländern vorgenommen:
▪ Australien
▪ Indien (Uttar Pradesh)
▪ Pakistan
▪ Thailand 3 Gefährdungszone 2 Sicherheitszone
Diese ergänzten Gebiete bilden großflächige Überflutungen nach 2007 ab.
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 9
KIS
Aufgrund der groben Rasterung und vereinfachten Ausweisung der Sicherheitszone, die für
große Teile der Welt gilt, wurden für einzelne Regionen präzisere Daten aus anderen Quellen
verwendet.
Für Deutschland wurden die ZÜRS Daten (ZÜRS = Zonierungssystem für Überschwemmung,
Rückstau und Starkregen) vom GDV e.V. verwendet. Diese weisen eine sehr viel genauere
Rasterung aus.
Innerhalb Deutschlands wird daher nur eine Gefährdungszone ausgewiesen und keine
Sicherheitszone.
3 Gefährdungszone
Zoomt man stärker in die Karte, ist die feinere Rasterung in Deutschland im Vergleich zur
globalen Ebene gut erkennbar.
Beispiel Dresden, Deutschland Beispiel Prag, Tschechische Republik
(ZÜRS Daten) : (UNEP Daten):
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 10KIS Für Österreich wurden die HORA Daten (HORA = Natural Hazard Overview & Risk Assessment Austria), die eine ähnliche Genauigkeit wir ZÜRS aufweisen. Die Rasterung ist ähnlich fein wie in Deutschland. Auch innerhalb Österreichs wird nur eine Gefährdungszone und keine Sicherheitszone ausgewiesen. Beispiel Wien: 3 Gefährdungszone Darüber hinaus wurde für einzelne Länder und Regionen von besonderen Interesse für die Transportwirtschaft eine genauere Festlegung der Gefährdungszonen modelliert. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 11
KIS
Dies geschieht anhand eines digitalen
Höhenmodells und weiterer
hydrologischer Daten.
Da diese Modellierung sehr
aufwändig ist, wurde sie (bisher) nur
für wenige ausgewählte Gebiete
durchgeführt,
z. B. Danzig.
Auch in diesen Gebieten wurde keine
Sicherheitszone ausgewiesen
Liste der Städte und Regionen mir einer wie zuvor beschriebenen modellierten
Gefährdungszone:
▪ Frankreich: Marseille, Paris, Seinemündung / Le Havre, Bordeaux / Gironde
▪ Großbritannien: Großraum London, Südost-England
▪ Polen: Danzig, Posen
▪ Niederlande: komplett
▪ Belgien: komplett, aber ohne Gent
▪ Spanien: Valencia, Lérida, Madrid, Deltebre (Ebrodelta)
▪ USA: New York, Houston / New Orleans (Golfküste), Brunswick, Washington DC
In diesen Gebieten nicht ausgewiesen
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 12KIS Der hydraulische Modelllauf dieser Regionen wurde berechnet mit FloodAreaHPC der Firma geomer GmbH. Grundlage ist das digitale Höhenmodells DTMlite (Prototyp) der Airbus Defence and Space GmbH, basierend auf dem Höhenmodell WorldDEM der Satellitenmission TanDEM-X. Es bezieht sich auf interpretierbare Talstrukturen sowie auf relative Wasserspiegelanhebungen in Relation zur Gewässerbreite in Küstenbereichen. Validiert wurde anhand ggf. vorhandener Pegelstände und vergangener dokumentierter Überflutungsflächen. Die Grenze zwischen den Gebieten mit und ohne Modellierung der Hochwassergefährdung und der mit verbundene Qualitätsunterschied durch die feinere Rasterung gut erkennbar: Rot umrahmt: Modellierte Ausweisung der Hochwassergefährdung Hochwassergefährdung nach UNEP Daten (ohne Sicherheitszone) (mit Sicherheitszone) geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 13
KIS Seewasser (Hochwasser seeseitig, verursacht durch Sturmfluten) Die Seewasserkarte für KIS wurde 2012 deutlich verbessert. Die Ausweisung einer erweiterten Risikozone (Sicherheitszone) erfolgte aus FloodArea- Modellergebnissen unter Verwendung des SRTM Höhenmodells. Herangezogen wurden bei der Modellierung u. a.: ▪ Oberfläche / Relief (digitales Höhenmodell) ▪ Annahme einer „Eindringzeit“ des Wassers ins Land von max. 36 Std. ▪ Rauigkeitsfaktor Der Modellansatz geht davon aus, dass von einer Küstenlinie aus Wasser von einer vorgegebenen Wasserspiegelhöhe über einen definierten Zeitraum hinweg in das Landesinnere fließt. Die überflutete Fläche ist demnach abhängig von der Höhe ü. N. N. und der Entfernung von der Küstenlinie, bzw. der Zeit, die das Wasser innerhalb der vorgegebenen Zeit bei einer gegebenen Rauigkeit zurücklegen kann. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 14
KIS
Diese Detailansicht zeigt als Beispiel einen Ausschnitt der Gefahrenhinweiskarte in Florida,
USA. Dargestellt wird die Überlagerung der alten globalen Gefahrenkarte (UNEP Daten) mit
den FloodArea-Modellierungsergebnissen.
Die grobe Rasterung (rot, Gefährdungszone) resultiert aus der Karte aus 2012.
Die gelbe Zone (neue Sicherheitszone) resultiert aus den FloodArea Modellierungs-
ergebnissen, erkennbar an der deutlich feineren Rasterung zum Landesinneren hin.
Die alte Zone 2 (1-km Puffer) wurde nicht in die neue Karte übernommen
Hier ist die Darstellung in der
Seewasser-Gefahrenkarte im KIS
abgebildet.
Die Gefahrenstufen 2
(Sicherheitszone) und 3
(Gefährdungszone) weisen somit
nicht unbedingt unterschiedliche
Gefährdungspotentiale aus, sondern
beruhen aus unterschiedlichen
Datenquellen (Globaler Datensatz
der UNEP und FloodArea
Modellierung).
2 Sicherheitszone
3 Gefährdungszone
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 15KIS
Beispiel Jadebusen /
Bremerhaven / Wesermündung:
2 Sicherheitszone
3 Gefährdungszone
Beispiel Norddeich:
2 Sicherheitszone
3 Gefährdungszone
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 16KIS Für viele Länder und Regionen (außerhalb Deutschlands) wurde aus Qualitätsgründen nur die modellierte Sicherheitszone 2 ausgewiesen. Beispiel Kopenhagen, Dänemark: 0 keine Daten 1 nicht gefährdet 2 Sicherheitszone 3 Gefährdungszone (nicht ausgewiesen!) In einigen Regionen und Ländern außerhalb Europas sind sowohl die globale Gefährdungszone 3 als auch die modellierte Sicherheitszone 2 ausgewiesen, u. a. in Nordamerika, Australien und Teilen von Afrika. Beispiel Florida, USA: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 17
KIS Zur Erinnerung: Die jeweilige Gefährdungsstufe lässt sich jederzeit über die Sachdatenabfrage für die angeklickte Position abfragen. Das gilt für alle Gefahrenkarten! geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 18
KIS
Erdbeben
In der wissenschaftlichen und praktischen Gefahrenzonierung hat sich die Bewertung der Peak
Ground Acceleration (PGA) durchgesetzt.
Auf Deutsch: Spitzenbodenbeschleunigung, ein Wert für die maximale Bodenbeschleunigung
am Messort während eines Erdbebens.
Es gilt z. B.:
▪ g (0.01 m/s²) – Menschen spüren das Beben
▪ g (0.2 m/s²) – Menschen verlieren ihr Gleichgewicht
▪ 0.50 g – sehr intensiv; stabil gebaute Gebäude werden nicht zerstört, wenn das Beben
nur kurz ist.
„g“ ist die Erdbeschleunigung (9,81 m/s²)
Die Erdbebengefahrenkarte wird als Rasterkarte basierend auf den GSHAP-Daten zur
Verfügung gestellt. (GSHAP = Global Seismic Hazard Assessment Program.)
Die GSHAP-Erdbebenkarte ist in der Wissenschaft akzeptiert und findet breite Verwendung.
Auch die SwissRe verwendet die GSHAP-Daten in CatNet.
Die Weltkarte der Erdbebengefährdung stellt die seismische Gefährdung als Spitzenboden-
beschleunigung mit einer 10 %igen Überschreitungswahrscheinlichkeit in 50 Jahren dar. Das
entspricht einer Wiederholungsperiode von 475 Jahren.
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 19KIS
Aus: NATHAN (Munich Re)
https://www.munichre.com/site/corporate/get/documents_E207
3367877/mr/assetpool.shared/Documents/5_Touch/Natural-
Hazards/Nathan/NATHAN-Weltkarte-der-Naturgefahren-
Munich-Re.jpg
Die Zonierung der KIS-Erdbebengefahren-
karte richtet sich nach der Klassenbildung,
die von der Münchner Rück (s. o.) verwendet
wird.
In KIS ist keine Zone 1 ausgewiesen!
Regionen, die gar keiner Erdbebengefahr
unterliegen, werden nicht angenommen.
Darstellung im KIS:
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 20KIS Gefahrenstufen der Erdbebenkarte (globale Zoomstufe) im KIS: Hinweis zur Datenqualität: Die Karte gibt stark generalisierte fachliche Aussagen wieder. Wie für alle globalen Gefahrenkarten gilt auch hier, dass aus diesen Karten abgeleitete Aussagen für die Gefährdung eines Standorts auf lokaler Ebene von der tatsächlichen Gefährdung stark abweichen können. Regionale und lokale Erdbebengefahrenkarten sind, ähnlich wie bei der Überflutungskarte, deutlich anders ausgeprägt. Es gilt der GSHAP Disclaimer: „Für die Informationen auf dieser Seite übernehmen wir keine Garantie und Haftung. Die Abschätzung der Erdbebengefährdung für die Erdbebenzonenkarte erfolgte in den Jahren 1997 - 1999. Sie stellt den damaligen wissenschaftlichen Stand im Hinblick auf eine globale Analyse der Erdbebengefahr dar. Die durchgeführten Erdbebengefährdungsbeurteilungen basieren auf der Annahme, dass das beobachtete räumlich-zeitliche Verhalten der Seismizität auch in Zukunft anhält. Insbesondere ersetzt die Weltkarte oder Teile davon nicht die nationalen Erdbebengefahrenschätzungen und hat nicht den Status einer offiziellen seismischen Gefahrenkarte.“ geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 21
KIS Hagel Die Karte der Hagelgefährdung wird als Rasterkarte in einer Auflösung von 1 km zur Verfügung gestellt. Die Rohdaten dieser Karte entstammen einer Studie, die das British MetOffice für die Europäische Agentur für Flugsicherheit EASA (European Union Aviation Safety Agency) durchgeführt hat. Das Ziel der Studie lag in der Entwicklung einer Grundlage für die Abschätzung der globalen Hagelgefährdung der Luftfahrt. Webadresse der Studie: https://www.easa.europa.eu/system/files/dfu/EASA_REP_RESEA_2008_5.pdf (Letzter Aufruf am 14.10.2019). Die Daten wurden durch das MetOffice selbst zur Verfügung gestellt. Allgemeine Grundlagen: Hagel entsteht überwiegend in oder in der Nähe von größeren Gebirgsketten, da Aufwinde dort bessere Bedingungen vorfinden. Auch saisonal ist die Entstehung von Hagel variabel. In den mittleren Breiten häufen sich Hagelereignisse z. B. im Frühling und Frühsommer. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 22
KIS
Grundlage zur Erstellung der Hagelkarte für den KIS sind die in 4 Jahreszeiten separierte
Ergebnisdaten des MetOffice bzw. der EASA:
Dez/Jan/Feb März/April/Mai
Juni/Juli/Aug Sept/Okt/Nov
Die Daten repräsentieren die Zahl der Hageltage innerhalb einer Jahreszeit und innerhalb einer
1° großen Zelle. Angenommen wird eine Hagelkorngröße von > 15 mm.
Die Daten aus den Einzeldatenreihen wurden zu einer Zahl pro Jahr umgerechnet. Nach einer
Flächenkorrektur und Interpolation wurde im GIS eine globale Karte erstellt.
Die Zuweisung der Gefährdungszonen wurde für die KIS-Hagelkarte wie folgt vorgenommen:
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 23KIS Auf kleinräumiger Ebene hat die Karte nur eine generalisierte Aussagekraft: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 24
KIS
Winterstürme in Europa
Die Swiss Re ist Eigentümerin des Datensatzes "Gefahrenkarte Windspeed Europe“. Er weist
folgende Eigenschaften auf:
▪ Wind Speed (Local 50 Year Peak Gust Speed) Nordeuropa als Esri Shapefile
Die Karte „Winterstürme in Europa“ im KIS basiert auf dem o. g. Datensatz der Swiss Re,
dieser darf aufgrund einer vertraglichen Regelung verwendet werden.
▪ Dieser Datensatz beinhaltet weltweite 3 Sekunden
Spitzenböen mit einer Wiederkehrperiode von 50 Jahren
(in m/s).
▪ Abgedeckt sind mittel- bis großmaßstäbige
Wetterereignisse wie tropische Zyklonen oder
Winterstürme.
▪ Kleinräumige Ereignisse, wie Tornados oder Hagel, sind
nicht abgedeckt
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 25KIS Für den KIS wurde die Zonierung wie folgt vorgenommen: Die Karte deckt (wie der Name schon sagt) nur den Bereich Europa ab. Auf kleinräumiger Ebene hat auch diese Karte nur eine bedingte Aussagekraft: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 26
KIS
Tropische Zyklone
Anmerkung: Hiermit sind alle tropischen Wirbelstürme gemeint, die regional unterschiedliche
bezeichnet werden:
1: Hurrikan
2: Taifun
3: Zyklon
(Bildquelle: Wikipedia)
Entstehung (aus Wikipedia)
Vor allem im Spätsommer und Herbst verdunsten
von der Meeresoberfläche große Wassermengen,
die mit der warmen Luft aufsteigen. Sie beginnen
sich aufgrund der Corioliskraft zu drehen, ein
riesiger Wirbel entsteht. In dessen Mitte befindet
sich das „Auge“, eine weitgehend windfreie,
niederschlagsfreie und wolkenarme Zone im
Zentrum des Hurrikans.
…
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 27KIS
Direkt um das Auge liegt die „Eyewall“ (dt. „Augenwand“), die aus hochreichenden Wolken
besteht und in der im Allgemeinen die höchsten Windgeschwindigkeiten auftreten. Die
Windrichtung in der Eyewall wird durch die Zentrifugalkraft beeinflusst (Gradientwind). In
starken Hurrikanen können sich mehrere Eyewalls ausbilden.
…
Erreicht ein tropischer Wirbelsturm die Küste und gelangt über Land, wird der Wirbel
schwächer, weil der Nachschub an feuchtwarmer Luft fehlt.
Abb.: Das Auge von Taifun Odessa,
Pazifischer Ozean, August 1985
(aus Wikipedia, gemeinfrei)
Die meisten tropischen Wirbelstürme entstehen wegen der günstigen Wassertemperaturen
innerhalb einer Zone, die um den Äquator zwischen dem südlichen und dem nördlichen
30. Breitengrad liegt.
Da die Corioliskraft, die ablenkende Kraft der Erdrotation, erst ab 5 Grad nördlicher und
südlicher Breite stark genug ist, um eine Drehbewegung der Zyklone einzuleiten, ist das
Äquatorgebiet selbst als Entstehungszone für tropische Wirbelstürme nahezu ausgeschlossen,
was jedoch nicht heißen muss, dass sie dort nicht vorkommen.
Abb.: Entstehungsgebiete
und Zugbahnen
von tropischen Wirbelstürmen
(aus Wikipedia, gemeinfrei)
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 28KIS Diese Abb. zeigt die Tracks, wie sie vom International Best Track Archive for Climate Stewardship (IBTrACS) zur Verfügung gestellt werden. Die Farben klassifizieren auch gleichzeitig die 5 Klassen. Gut zu sehen ist, dass die Wirbelstürme über Land an Kraft verlieren, da ihnen die feuchtwarme Luft über dem Meer als Energiequelle fehlt: In allen globalen Studien und Berichten zur Hurricane-Gefahrenzonierung findet die Saffir- Simpson Hurricane Wind Skala Anwendung: Übersetzt mit Hilfe von DeepL Übersetzer (https://www.deepl.com/translator) geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 29
KIS
Die zum Vergleich herangezogene Gefahrenkarte der MunichRe gibt die Wahrscheinlichkeit
des Auftretens von 10 % in 10 Jahren wieder. Die KIS-Gefahrenkarte folgt diesem Ansatz und
weist fünf Gefahrenklassen aus:
1. (1) nicht gefährdet Die Sicherheitszone (Klasse 2) wurde auf
2. (2) Sicherheitszone
Grundlage der Ausprägung der Cyclone
3. (3) moderat
4. (4) hoch Tracks < 44 Knoten erstellt und stellenweise
5. (5) sehr hoch manuell überarbeitet.
Für die KIS Gefahrenkarte wurde eine Eintrittswahrscheinlichkeit von > 25% in 10 Jahren
festgelegt.
Dies hat einen einfachen Hintergrund: Die Gefahrenkarte basiert auf beobachteten Ereignissen
in einem zeitlich befristeten Zeitraum (32 Jahre).
Wenn ein Ereignis in 32 Jahren beobachtet wurde, dann besteht eine Wahrscheinlichkeit von
ca. 25 %, dass ein solches Ereignis in einem 10-Jahreszeitraum auftritt.
Oder einfacher ausgedrückt: Die Zonierung gibt an, dass in den letzten 32 Jahren mindestens
ein Ereignis der entsprechenden Stärke beobachtet wurde.
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 30KIS
Zusammenfassung:
Die KIS Gefahrenkarte „Tropische Zyklone“
▪ basiert auf beobachtete Ereignisse in Zeitraum von 32 Jahren
▪ gibt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von 25 % in 10 Jahren wieder
(Eine Gefahr wird in einem 2 x 2 Grad-Feld ausgewiesen, wenn in den letzten 32
Jahren mindestens ein Ereignis mit der entsprechenden Geschwindigkeit auftrat)
▪ weist 5 Gefahrenklassen aus:
0 - keine Daten
1 - nicht gefährdet
2 - Sicherheitszone < 44 kn
3 - moderat gefährdet 44 – 63 kn
4 - stark gefährdet 64 – 95 kn
5 - sehr stark gefährdet > 96 kn
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 31KIS Tsunamis Als Grundlage dienen die frei verfügbaren Daten der NOAA Tsunami Events und Tsunami Runups. ▪ Diese Datenbanken greifen auf Aufzeichnungen der letzten 4000 (!) Jahre zurück. ▪ Die Gefahrenkarte Tsunamis ist als Rasterkarte in 200 m - Auflösung verfügbar ▪ Die Gefahrenzonen werden aus der SRTM Küstenzone und Tsunami Runups erzeugt. Zur Erstellung der Gefahrenkarte Tsunami wurden die frei verfügbaren Daten der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), Tsunami Event und Tsunami Runups, verwendet. Diese Datenbanken greifen auf registrierte Daten und Aufzeichnungen der letzten viertausend (!) Jahre zurück. Um diese registrierten Ereignisse herum wurde ein Abstandsbereich von 100 km klassifiziert und als Gefahrenstufe 3 ausgewiesen. Wie weit das Wasser an gefährdeten Küstenabschnitten ins Inland vordringen kann, wurde auch hier mit dem Simulationsprogramm FloodArea ermittelt. Tsunamis können durch unterschiedliche Ereignisse ausgelöst werden, z. B.: ▪ Plötzlicher Hebung oder Senkung von Teilen des Meeresbodens ▪ Unterseeische Erdbeben ▪ Hineinrutschen großer Erdmassen ins Wasser / Unterwasser-Hangrutsche ▪ Selten: Einschlag eines Himmelskörpers geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 32
KIS Die Ausformung der Küstenlinie und des küstennahen Meeresbodens beeinflusst das Ausmaß der Ausbreitung an Land. Tsunamis weisen folgende Charakteristika auf: ▪ Besonders lange Wasserwelle ▪ Ausbreitung über sehr große Entfernungen ▪ Stauchung der Welle beim Vordringen in Bereiche geringer Wassertiefe ▪ Auftürmen an flachen Küsten zu einer hohen Flutwelle ▪ Folge: Wasser kann weit über die Uferlinie ins Inland dringen Durch Erdbeben oder Hangabrutschungen werden sehr lange Wellen angeregt. Diese laufen über mehrere hundert oder tausend Seemeilen, ohne wesentlich an Energie zu verlieren. Auf See sind diese langen relativ flachen Wellen für Schiffe vollkommen unproblematisch. Erst wenn die Wellen auf die Küsten zu laufen, türmen sie sich aufgrund der niedrigen Wassertiefe zu den gefürchteten hohen Wellen auf. Diese Wellen/Wassermassen können weit über die Uferlinie ins Inland eindringen und massive Zerstörungen hervorrufen. Diese Karte zeigt die dokumentierten Tsunami Runup-Ereignisse, die Farben weisen die Wellenhöhen aus: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 33
KIS
Für die Erstellung der Tsunami Gefahrenkarte wurden zwei Informationsebenen verschnitten:
Es wurde eine klassifizierte Küstenlinie erzeugt, die gefährdete Küstenbereiche im globalen
Maßstab ausweist.
Die Höhen- und FloodArea-Modellierung simuliert die realistische Überflutung der
dahinterliegenden Küstenbereiche.
Die Zuweisung der Gefahrenklassen erfolgte durch Bildung eines 100-km-Puffers um
dokumentierte Tsunami-Runup Ereignisse, die Ausweisung einer durch unterseeische
Erdbeben gefährdeter Sicherheitszone und eine modellierte Überflutungszone Richtung Inland:
Gefahrenklasse / Zone 0: keine Daten, NoData
Gefahrenklasse / Zone 1: nicht gefährdet
Gefahrenklasse / Zone 2: Sicherheitszone
Gefahrenklasse / Zone 3: stark gefährdet
Dabei gilt:
▪ Die Gefahrenklasse 1 stellt keine Überflutungsfläche dar.
▪ Die Gefahrenklasse 1(Sicherheitszone) weist potentielle Überflutungsflächen aus, die
mehr als 100 km vom aufgezeichneten Runup-Ereignis entfernt liegen.
▪ Die Gefahrenklasse 1 weist potentielle oder tatsächliche Überflutungsflächen auf, die in
weniger als 100 km von einem tatsächlich geschehenen Ereignis entfernt liegen.
Als Folge der 100 km - Abstandsanalyse der NOAA Tsunami-Runups kommt es teilweise zu
einer scharfen, linienhafte Abgrenzung zwischen den Gebieten mit Gefahrenklasse 2 (gelb)
und Gefahrenklasse 3 (rot):
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 34KIS
Da die Gefahrenkarteninformationen nicht als Vektorgrafiken, sondern als Kacheln zur
Verfügung stehen, kommt es zu diesen scharf abgegrenzten Bereichen, die Ost-West, aber
auch in Nord-Süd-Richtung verlaufen können.
Die grauen Bereiche sind die 100-km-Abstandszonen um das aufgezeichnete Ereignis.
Außerhalb des 100-km-Abstands-Puffers werden Küstengebiete, die durch Tsunami-Flutwellen
potentiell gefährdet sind, als Sicherheitszone 2 ausgewiesen.
Im Abstandsbereich liegende
gefährdete Küstenzone (rot)
Tsunami
Runup-Ereignis
100-km-Abstandspuffer
Außerhalb 100 km Abstand
liegende Sicherheitszone (gelb),
durch unterseeische Erdbeben
gefährdet
In der folgenden schematischen Abbildung ist zu sehen, wie um ein dokumentiertes
ehemaliges Ereignis herum ein 100-km-Puffer erzeugt wird (graue Kachelflächen).
Innerhalb dieser erhalten die Küstenabschnitte die Gefahrenklasse 3.
Außerhalb dieser schließt sich
die Sicherheitszone 2 an,
sofern diese Küstengebiete
durch die Flutwellen, die
durch unterseeische
Erdbeben verursacht wurden,
erreicht werden können
(blaue Kreise).
Erdbeben-Epizentrum
Tsunami-Runup-Ereignis
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 35KIS
Hier ist ein Kartenausschnitt südöstlich von Karatschi, Pakistan abgebildet.
Ausdehnung pot.
Überflutung ins
Inland anhand
von Höhenmodell
und FloodArea
Betroffene
Küstenabschnitte:
Ausweisung
anhand von
Runups / Erdbeben
(Ereignissen)
Die Ausdehnung parallel zur Küste erfolgt durch den 100-km-Abstand bzw. die
Sicherheitszone.
Die Ausdehnung eines Tsunami landeinwärts wird mit dem Simulationsmodell FloodArea
erzeugt und orientiert sich detailliert an der Topographie.
Hier ein Kartenausschnitt von Japan, in dem an der Ostküste die Lage des 2011 durch den von
einem Tsunami betroffenen AKW Fukushima gekennzeichnet ist:
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 36KIS Im Vergleich zu Sturmfluten (Gefahrenkarte Seewasser) können die durch Tsunamis verursachten Wassermassen je nach Geländeform unterschiedlich weit ins Inland vordringen: Abbildung links - flaches Gelände: Eine Seewasser-Überschwemmung kann u. U. weiter ins Land reichen als Tsunami-Wellen, wenn die Topographie relativ flach ist. Das Wasser kann bei einer Sturmflut über einen langen Zeitraum (bis zu 36 Std.) landeinwärts gedrückt werden. Ein Tsunami hingegen ist zwar ein gewaltiges Ereignis, aber nur von sehr kurzer Dauer. Daher reicht die blau ausgewiesene Gefährdungsklasse 2 für Seewasser weiter ins Inland hinein als die rote Gefährdungsklasse 3 für Tsunamis. Abbildung rechts - hügelige oder bergige Topografie Hier würde das vergleichsweise langsam eindringende Wasser bei einer Sturmflut an den Hängen sehr schnell zum Stehen kommen. Ein Tsunami hingegen weist eine deutlich höhere Wellenenergie auf und kann an relativ steilen Küstenabschnitten weiter eine Anhöhe „hinauflaufen“ (Runup), als eine einfache sturmgenerierte Überschwemmung. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 37
KIS
Dieser Kartenausschnitt zeigt die Region Korea, Japan und das gelbe Meer. In Japan sind fast
ausschließlich rot eingefärbte Küstengebiete (starke Gefährdung) zu erkennen.
An der koreanischen und chinesischen Küste finden sich lange Küstenabschnitte, die
ausschließlich gelb eingefärbt sind (Sicherheitszone).
AKW
Fukushim
a
Das schwarze Rechteck in der folgenden Karte zeigt ungefähr den Kartenausschnitt, der auf
der Folie zuvor zu sehen war. Die roten und orangenen Tsunami-Ereignisse verteilen sich
überall an den japanischen Küsten, aufgrund der Vielzahl an Ereignissen wurden dort nur
Gebiete mit der Gefährdungsklasse 3 (rot) ausgewiesen.
An der chinesischen Küste am
Gelben Meer sind keine Ereignisse
eingetragen. Daher wurde dort
vornehmlich die gelbe
Sicherheitszone 2 ausgewiesen.
An der koreanischen und
chinesischen Küste wurde
überwiegend die Gefahrenklasse 2
(gelbe Einfärbung) vergeben, da hier
keine historischen Runup-Ereignisse
dokumentiert sind.
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 38KIS
Durch ein mögliches unterseeisches Erdbeben im vorgenannten Bereich könnte ein Tsunami in
das chinesische Meer hineinlaufen und nur die Küsten, die sich den Tsunamiwellen „in den
Weg stellen“, würden von ihm beaufschlagt:
Alle Küstenstreifen, die im Wellen-Schatten einer Halbinsel oder einer Insel liegen, werden
nicht als Tsunami-gefährdet betrachtet und daher auch nicht gelb gekennzeichnet.
Zusammenfassung
Aufgrund der hohen und dichten Anzahl an Tsunami-Ereignissen in
Japan (s. Abb. rechts) ist dort nur die Gefährdungsklasse 3
ausgewiesen.
Abb. Links: Die chinesische Küste am Gelben Meer
weist keine dokumentierten Tsunami-Ereignisse auf.
Sie ist aber durch unterseeische Erdbeben-
Ereignisse potentiell gefährdet, daher wurde hier die
Gefährdungsklasse 2 (Sicherheitszone)
ausgewiesen.
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 39KIS Politische Gefahren auf staatlicher Ebene Die politischen Gefahrenkarten werden Sicyon Risk Consulting UG (www.sicyon.de) erstellt. Die Karte besteht aus zwei Teilen, einer globalen internationalen Übersichtskarte und einer subnationalen Karte für Afrika, Südostasien und den Nahen Osten. Hier wird zunächst die politischen Gefahrenkarte auf staatlicher Ebene vorgestellt. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 40
KIS
Das nationale Risikoschema bewertet eine hohe politische Instabilität anhand folgender
Kriterien:
▪ laufende Konflikte
▪ staatliche Fragilität
▪ öffentliche Güter
▪ Ordnung, Sicherheit, Rechtstaatlichkeit zwischen unterschiedlichen politischen,
ethnischen oder religiösen Gruppierungen
▪ politische Partizipation
▪ nicht-staatliche Akteure
Nationales Risikoschema
Ausgehend von dem generellen Erkenntnisinteresse von in ausländischen Krisenregionen
exponierten Unternehmen wird ein Risikoindex auf nationaler Ebene im KIS bereitgestellt.
Um „sicherheitspolitische Krisenregionen“ analytisch greifbar zu machen, wurde eine Auswahl
an Indikatoren herangezogen. Hohe politische Instabilität – entweder bedingt durch laufende
Konflikte oder die Gefahr, dass Regierungen und staatliche Exekutiv- und Kontrollorgane durch
gewaltsame Mittel außer Kraft gesetzt werden und in der Folge militärische
Auseinandersetzungen zwischen opponierenden Gruppierungen ausbrechen können –
zeichnet sich in der Regel durch staatliche Fragilität aus.
Staatliche Fragilität ist darüber hinaus damit assoziiert, dass Regierungen nicht in der Lage
sind, öffentliche Güter wie Ordnung, Sicherheit und Rechtstaatlichkeit zu gewährleisten,
zwischen unterschiedlichen politischen, ethnischen oder religiösen Gruppierungen zu
vermitteln oder politische Partizipation zu garantieren – also effektive Regierungsarbeit zu
leisten.
Vielmehr setzen sich neben staatlichen Organen immer mehr nicht-staatliche Akteure durch,
die grundlegende Staatsfunktionen übernehmen oder um quasi-staatliche Kontrolle kämpfen.
Zur Bewertung potenzieller Krisenländer auf nationaler Ebene bieten sich somit eine Reihe an
Indikatoren an, die von der Weltbank seit 1996 erhoben werden und mit dem Konzept
staatlicher Fragilität korrelieren.
Insgesamt werden im Rahmen des „World Governance Indicator“-Datensets jährlich sechs
Indikatoren errechnet – und zwar:
▪ „Voice Accountability“,
▪ „Political Stability and Absence of Violence/Terrorism“,
▪ „Government Effectiveness“,
▪ „Regulatory Quality“,
▪ „Rule of Law“ und
▪ „Control of Corruption“.
geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 41KIS Es wird hierbei zunächst ein Mittelwert gebildet. Im nächsten Schritt werden die Werte in das für KIS abgestimmte Codierungsschema überführt, wobei 1 ein niedriges politisches Risiko anzeigt und 10 ein hohes politisches Risiko. Die gewichteten Weltbankdaten dienen als Grundlage, die abschließende Bewertung des Risikowertes wird aber qualitativ vorgenommen. Die zur Erhebung notwendigen Daten stammen aus 31 unterschiedlichen Datenquellen. Die Indikatoren reflektieren Einschätzungen für die Wahrscheinlichkeit des Auftretens politischer Instabilität, der Effektivität von Regierung und Regierungsarbeit und weitere Kriterien. Insgesamt sind die Indikatoren auf rund 100 unterschiedliche Variablen gestützt, die von Umfrageinstituten, NGOs, nationalen Statistikbehörden, Informationsprovidern und öffentlichen Organisationen ausgegeben werden. Die Daten werden durch die Weltbank jährlich aktualisiert. Die globale Risikokarte im KIS wird zweimal jährlich aktualisiert. Dies ist notwendig, um die aktuellen Entwicklungen zeitnah darzustellen. Es werden 10 Gefährdungsklassen wie folgt definiert: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 42
KIS Hier ist die Darstellung der 10 Gefährdungsklassen im KIS abgebildet: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 43
KIS Politische Gefahren auf substaatlicher bzw. lokaler Ebene Diese Karte steht zurzeit für den Kontinent Afrika sowie die Regionen Südostasien und Naher Osten zur Verfügung. Weitere Kontinent und Regionen können evtl. zu einem späteren Zeitpunkt hinzukommen. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 44
KIS Im Unterschied zur globalen Risikokarte auf staatlicher Ebene werden hier auch Regionen und Gebiete innerhalb der Staaten unterschiedlich bewertet. Die Karte bildet die Intensität politischer Gewalt für subnationale Regionen in ausgewählten Kontinenten und Regionen ab. Als Datengrundlage dient das Natural Earth First-Order Administrative Boundaries Shapefile. Die zugewiesene Risikokategorie ist dabei im „risk_value“ Feld hinterlegt. Die Zuweisung der Risikokategorien erfolgte anhand eines eskalativen Schemas, das sowohl die Art der aufgetretenen politischen Ereignisse (Proteste, Kampfhandlungen) berücksichtigt, als auch ihre Intensität. Zur Erstellung der Karte wurden verschiedene Datenquellen herangezogen, u. a.: ▪ Nachrichtenmeldungen aus verschiedenen Quellen ▪ Armed Conflict Location and Event Database (Raleigh et al., 2010) ▪ Kriminalitätsstatistiken (z. B. von United National Office on Drugs and Crime) ▪ Einschätzung durch Analysten Eine Region kann grundsätzlich in mehrere Risikokategorien fallen. Ist eine Region bspw. der Kategorie „war“ zugeordnet, so sind automatisch auch die Bedingungen für Kategorien 7, 8 und 9 erfüllt. Zusätzlich können auch die verbliebenen Kategorien (bis auf 1) erfüllt sein. Der Risikowert gibt die jeweils höchste erreichte Risikokategorie wieder. Die Nachrichtengrundlage ist teilweise als spärlich zu bewerten (bspw. für Sahelzone). Eine geringe Proximität zu ausgewiesenen Hochrisikogebieten ist dabei zusätzlich zur Einfärbung der Region als Risikofaktor zu bewerten. Auch für diese Gefahrenkarte werden 10 Gefährdungsklassen definiert: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 45
KIS Hier ist die Darstellung der Gefährdungsklassen im KIS für Westafrika abgebildet: Die kleinteilige Differenzierung innerhalb einzelner Staaten ist gut erkennbar: geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 46
KIS Auch am Beispiel der Türkei ist die kleinteilige Differenzierung innerhalb einzelner Staaten gut erkennbar: Die politische Gefahrenkarte substaatlicher bzw. lokaler Ebene im KIS wird ebenfalls zweimal jährlich aktualisiert, um die aktuellen Entwicklungen zeitnah darzustellen zu können. geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 47
KIS Quellenverzeichnis COPYRIGHT KIS: © VHT / GDV 2019 Überflutung Frischwasser: - © UNEP/DEWA/GRID-Europe 2011 - Überschwemmungsdaten Österreich (HORA): - © Verband der Versicherungsunternehmen Österreichs 2014, © BMLFUW 2014 - Gebietsweise Datenverbesserung mittels Simulation unter Verwendung von: - WorldDEM DTMlite, © Airbus Defence and Space GmbH 2018 - FloodArea HPC, © geomer GmbH Überflutung Seewasser: © UNEP/DEWA/GRID-Europe 2009/CGIAR 2004 Erdbeben: © GSHAP 1999-2003 Tropische Zyklone: © NOAA 2013 Tsunamis: © NOAA NGDC 2013 Hagelgefahren: ©geomer 2016, unter Verwendung des Reports EASA.2008.OP.25: Hail Threat Standardisation Winterstürme: © Swiss Re CatNet / NOAA Politische Gefahren: © 2016 Sicyon Risk Consulting, www.sicyon-risk.com Systemalarmflächen: © geomer 2012 erstellt unter Verwendung von - Gridded Population of the World: © CIESIN, IFPRI, Worldbank, CIAT 2011 - World Port Index: © THE UNITED STATES GOVERNMENT 2011 - GIWA Large Marine Ecosystem/Basin Delineation: © FAO - Aquaculture Management and Conservation Service (FIMA) 2002 Citation Information Global estimated risk index for flood hazard: UNEP/DEWA/GRID-Europe (2011): Global estimated risk index for flood hazard. Available at http://preview.grid.unep.ch/index.php? preview=data&events=floods&evcat=5&lang=eng. Download Sept. 2012 Tropical cyclones surges frequency 1975-2007 UNEP/DEWA/GRID-Europe (2011): Tropical cyclones surges frequency 1975-2007. Available at http://preview.grid.unep.ch/index.php? preview=data&events=surges&evcat=2&lang=eng. Download Sept. 2012 Jarvis A., H.I. Reuter, A. Nelson, E. Guevara, 2008, Hole-filled seamless SRTM data V4, International Centre for Tropical Agriculture (CIAT), available from http://srtm.csi.cgiar.org. Erdbeben (Global Seismic Hazard data) Giardini, D., Grünthal, G., Shedlock, K. M. and Zhang, P.: The GSHAP Global Seismic Hazard Map. Annali di Geofisica 42 (6), 1225-1228, 1999. Giardini, D., Grünthal, G., Shedlock, K. M. and Zhang, P.: The GSHAP Global Seismic Hazard Map. In: Lee, W., Kanamori, H., Jennings, P. and Kisslinger, C. (eds.): International Handbook of Earthquake & Engineering Seismology, International Geophysics Series 81 B, Academic Press, Amsterdam, 1233-1239, 2003. Shortlink: http://www.gfz-potsdam.de/GSHAP Tropische Zyklone (IBTrACS) Knapp, K. R., M. C. Kruk, D. H. Levinson, H. J. Diamond, and C. J. Neumann, 2010: The International Best Track Archive for Climate Stewardship (IBTrACS): Unifying tropical cyclone best track data. Bulletin of the American Meteor. Society, 91, 363-376. non-gonvernment domain doi:10.1175/2009BAMS2755.1 Tsunami Database National Geophysical Data Center / (NGDC/WDS) Global Historical Tsunami Database, Boulder, CO, USA. (Available at http://www.ngdc.noaa. gov/hazard/tsu_db.shtml) geomer GmbH, GDV e.V., VHT Service GmbH 48
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