Das Projekt "Flood risk in a changing climate (CEDIM)" wird/wurde gefördert durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM). Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung.Aims: Floods in small and medium-sized river catchments have often been a focus of attention in the past. In contrast to large rivers like the Rhine, the Elbe or the Danube, discharge can increase very rapidly in such catchments; we are thus confronted with a high damage potential combined with almost no time for advance warning. Since the heavy precipitation events causing such floods are often spatially very limited, they are difficult to forecast; long-term provision is therefore an important task, which makes it necessary to identify vulnerable regions and to develop prevention measures. For that purpose, one needs to know how the frequency and the intensity of floods will develop in the future, especially in the near future, i.e. the next few decades. Besides providing such prognoses, an important goal of this project was also to quantify their uncertainty. Method: These questions were studied by a team of meteorologists and hydrologists from KIT and GFZ. They simulated the natural chain 'large-scale weather - regional precipitation - catchment discharge' by a model chain 'global climate model (GCM) - regional climate model (RCM) - hydrological model (HM)'. As a novel feature, we performed so-called ensemble simulations in order to estimate the range of possible results, i.e. the uncertainty: we used two GCMs with different realizations, two RCMs and three HMs. The ensemble method, which is quite standard in physics, engineering and recently also in weather forecasting has hitherto rarely been used in regional climate modeling due to the very high computational demands. In our study, the demand was even higher due to the high spatial resolution (7 km by 7 km) we used; presently, regional studies use considerably larger grid boxes of about 100 km2. However, our study shows that a high resolution is necessary for a realistic simulation of the small-scale rainfall patterns and intensities. This combination of high resolution and an ensemble using results from global, regional and hydrological models is unique. Results: By way of example, we considered the low-mountain range rivers Mulde and Ruhr and the more alpine Ammer river in this study, all of which had severe flood events in the past. Our study confirms that heavy precipitation events will occur more frequently in the future. Does this also entail an increased flood risk? Our results indicate that in any case, the risk will not decrease. However, each catchment reacts differently, and different models may produce different precipitation and runoff regimes, emphasizing the need of ensemble studies. A statistically significant increase of floods is expected for the river Ruhr in winter and in summer. For the river Mulde, we observe a slight increase of floods during summer and autumn, and for the river Ammer a slight decrease in summer and a slight increase in winter.
Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 2416: Space-Time Dynamics of Extreme Floods (SPATE), Teilprojekt: Atmosphärische Ursachen extremer Hochwasserereignisse" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt.Die Ziele dieses Teilprojektes sind das bessere Verständnis der Ursachen extremere Hochwasserereignisse, die Einschätzung möglicher zukünftiger Hochwasserextremereignisse und die Untersuchung der Vorhersagbarkeit dieser Ereignisse. Dies soll aus der Perspektive der Vielzahl beteiligter atmosphärischer Prozesse und ihrer Skalenvielfalt durchgeführt werden. Daher wird dieses Teilprojekt wichtige Beiträge in der Forschergruppe SPATE liefern. Unter diesen generellen Zielen wollen wir folgende Forschungsfragen adressieren: 1. Was sind die großskaligen atmosphärischen Vorbedingungen für extreme Hochwasserereignisse? 2. Welche Prozesse verstärken den Niederschlag und die Niederschlagswirkung regional/lokal und verursachen dadurch extreme Hochwasserereignisse? 3. Was sind die raumzeitliche Variabilität und die Klimazukunft dieser atmosphärischen Faktoren und was sind ihre Antriebsfaktoren im Klimasystem? Die beiden ersten Fragen sollen in der ersten Phase (PH1, Monate 1 bis 36) der Forschergruppe SPATE bearbeitet werden. Die dritte Frage soll in Phase 2 bearbeitet werden. Zusätzlich sollen atmosphärische Felder, wie beispielsweise Niederschlag, und abgeleitete Indikatorzeitserien für andere Teilprojekte auf Basis einer über 100jährigen Reanalyse, meteorologischer Beobachtungen und Klimasimulation bereitgestellt werden. Der Forschungsplan der ersten Phase besteht aus drei Arbeitspaketen. Bevor die meteorologischen Ursachen extremer Hochwasserereignisse systematisch untersucht werden können, ist die Erstellung einer langzeitlichen (hier über 100-jährigen) vier-dimensionalen meteorologischen Referenz notwendig (Arbeitspaket 0). Die Referenz basiert auf aufbereiteten Niederschlagsdaten, raumzeitlich (mit dem Modell COSMO-CLM) verfeinerten (auf 12 km Gitterdistanz) Reanalysen (ERA-20C ab 1901, NOAA/NCEP 20 CR für den Zeitraum 1851 bis 1900). Diese Referenz erlaubt eine robuste Statistik der Hochwasser-Wetterlagen-Beziehungen und des Verfolgens der Feuchte im atmosphärischen System (Arbeitspaket 1). Regionale und lokale den Niederschlag verstärkende Faktoren (wie Bodenfeuchte-Niederschlagswechselwirkung, frontale/orographische Hebung mit/ohne konvektive Aktivität) werden in Arbeitspaket 2 mit konvektionserlaubenden Simulationen (Gitterdistanzen kleiner als 2 km) mit COSMO-CLM untersucht. In der zweiten Projektphase planen wir zwei Arbeitspakete. Ein Paket wird die klimatologischen Antriebsfaktoren und die multi-skalige Vorhersagbarkeit bearbeiten. In einem weiteren Arbeitspaket wird die Entwicklung von Hochwasserereignissen aus meteorologischer Perspektive bis in das Jahr 2100 betrachtet. Dieses Teilprojekt wird extreme Hochwasserereignisse und deren Eigenschaften den multiskaligen atmosphärischen Prozessen zuordnen und wird außerdem die Zuordnung hydrologischer Prozesse in der Forschergruppe SPATE unterstützen.
Das Projekt "Analyse und Nowcasting von konvektiven Systemen mit VERA" wird/wurde gefördert durch: Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Wien, Institut für Meteorologie und Geophysik.Die genaue Vorhersage von Gewittern ist sowohl für die Wissenschaft als auch für die Öffentlichkeit ein wichtiges Anliegen, da konvektive Ereignisse im Sommer zu den größten Naturgefahren in unseren Breiten gehören. Um die Entstehungsprozesse von Gewittern genauer zu verstehen, ist eine Untersuchung von Konvektion auf einer hoch auflösenden Skala nötig. Nur damit kann man den heutigen Anforderungen an die Vorhersage (in Bezug auf Zeit, Raum und Intensität) gerecht werden. Zu diesem Zweck wird im nächsten Jahr im Rahmen von zwei internationalen Projekten (COPS und MAP D-PHASE) im Süden von Deutschland eine groß angelegte Messkampagne durchgeführt. Das Hauptziel dieser Kampagne ist die Erstellung eines hochwertigen Datensatzes für die Untersuchung konvektiver Prozesse, von der Auslösung von Konvektion über die Wolken- und Niederschlagsbildung bis hin zur Untersuchung von Wolkenchemie und Hydrometeoren. Damit sollen meteorologische (und hydrologische) Vorhersagen für konvektive Ereignisse verbessert werden. Sowohl bei COPS (Convective and Orographically-induced Precipitation Study; Teil des Priority Program SSP 1167 der Deutschen Forschungsgemeinschaft) als auch bei MAP D-PHASE (Mesoscale Alpine Program Demonstration of Probabilistic Hydrological and Atmospheric Simulation of flood Events in the Alpine region, ein von der Welt-Meteorologischen Organisation gefördertes Projekt) ist das Institut für Meteorologie und Geophysik in der Planungsphase vertreten. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes soll die Messkampagne durch den Einsatz eines eigenen Meso-Messnetzes und Personal unterstützt werden, womit ein wichtiger Beitrag zu dem einmaligen Datensatz, der durch den Einsatz verschiedenster Messsysteme (Bodenstationen, Dopplerradar, Lidar, Satelliten, Flugzeuge, Radiosonden, ...) zu Stande kommt, geleistet wird. Mit Hilfe der Daten aus der Feldkampagne soll im Zuge des Projektes das Analyseverfahren VERA, das im Rahmen von FWF-Projekten am Institut entwickelt worden ist, einerseits für das Nowcasting von Gewittern, andererseits zur genaueren Niederschlagsanalyse, weiterentwickelt werden. Für beide Entwicklungsschritte wird dem Fingerprint-Ansatz, mit dem Zusatzinformation für das Downscaling meteorologischer Felder in die VERA-Analyse implementiert werden kann, eine wichtige Rolle zukommen. Dieser Ansatz wird für 3 Dimensionen, mehrere Fingerprints und höhere Auflösungen (bis 1km Gitterdistanz) erweitert. Mittels des Datensatzes werden neue Fingerprints entwickelt, die dazu beitragen werden, die Analysegenauigkeit für den Niederschlag und die Vorhersagbarkeit von Gewittern in Echtzeit mit Routinedaten zu verbessern. Das fertig entwickelte Analyseverfahren soll dann in einem weiteren Schritt zur Echtzeit-Validierung von hoch auflösenden Wettermodellen verwendet werden, wobei ein neuer Ansatz des Vergleiches zum Tragen kommt. Auch dadurch wird ein Beitrag zur besseren Vorhersagbarkeit von Gewittern geleistet.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1833: Building a Habitable Earth, Der Einfluss atmosphärischer, biologischer und geologischer Prozesse auf die Große Sauerstoffkatastrophe" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Standort Berlin Adlershof.Die große Sauerstoffkatastrophe (Great Oxidation Event - GOE) kennzeichnet den starken Anstieg von molekularem Sauerstoff (O2) in der Atmosphäre während der Frühgeschichte der Erde, was flächendeckende Habitabilität ermöglicht und komplexes Leben auf der Erde erlaubt. Viele Fragen sind diesbezüglich weiterhin offen. Was dazu führte, dass sich Sauerstoff in der Atmosphäre anreicherte, der Zeitpunkt und das Ausmaß sind nicht gut bestimmt. Erst jetzt ist es möglich die komplizierten Wechselwirkungen zwischen atmosphärischen, biologischen und geologischen Prozessen zu identifizieren. Das sich daraus ergebende Absterben methanogener Lebensformen und das Auftreten eines sogenannten Schneeball-Erden-Zustandes sind Beispiele für die extremen Auswirkungen des GOE. Eine zentrale Frage, die wir untersuchen, ist ob der GOE in einem linearen oder, aufgrund einer möglichen Bistabilität von Sauerstoff, in einem sprungweisen Anstieg von O2 erfolgte. Des Weiteren studieren wir den Einfluss des Kohlenstoffzyklus und des Klimas auf die Charakteristika und den Zeitpunkt des GOE. Wir wenden unsere Erfahrung in eindimensionalen (1D) und 3D Klimamodellierungen an, um die Auswirkung unterschiedlicher Klima auf den GOE zu ermitteln. Um dies zu erreichen entwickeln und verwenden wir unser einzigartiges Atmosphärenmodell mit detailliertem Sauerstoffzyklus (inklusive zum Beispiel Verwitterungsprozesse, atmosphärische Photochemie) welches die Atmosphäre, Biosphäre und Geosphäre umfasst. Ein wichtiges Ziel ist die Analyse der Kernprozesse für den GOE unter der Berücksichtigung jüngster Ergebnisse geologischer Untersuchungen (zu zum Beispiel Oberflächendruck, atmosphärischen Treibhausgases, usw.).
Das Projekt "Numerische Simulation und Vorhersage meteorologisch bedingter Anteile der Stroemungen und Wasserstaende in der Nordsee" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Berlin, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geophysikalische Wissenschaften, Fachrichtung Meteorologie.In physikalisch-numerischen Modellen der Nordsee sollen die Anteile der Wassertransporte und Pegelstandsaenderungen simuliert werden, die neben den astronomisch bedingten durch Tangentialschub des Windes und Luftdruckgradienten erzeugt werden. Es sollen Methoden fuer ihre Vorhersage per Computer im Anschluss an die numerische Wetterprognose entwickelt werden. Einem hierbei noch voellig ungeloesten Problem, der Simulation der Entstehung von meteorologischen Flutwellen (external surges) auf dem Nordatlantik und ihrer Ausbreitung bis in die Deutsche Bucht, wird zuerst nachgegangen.
Das Projekt "NWP-Modellverifikation über komplexem Gelände mit VERA" wird/wurde gefördert durch: Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Wien, Institut für Meteorologie und Geophysik.Seit 2003 wird am Institut für Meteorologie und Geophysik in Verbindung mit dem Analysesystem VERA (Vienna Enhanced Resolution Analysis) ein operationelles Modellvergleichssystem mit mehreren namhaften Wettervorhersagemodellen betrieben (ALADIN, ECMWF, LME). Im Rahmen des internationalen Projekts MAP D-PHASE (2007) wurde das System an eine Neuversion von VERA, VERAXX, angepasst, und um einige Modelle (COSMO, MM5, GEM-LAM) erweitert. Diese Erneuerung erlaubt, die räumliche Auflösung (bis zu 2km) und den geographischen Ausschnitt flexibel zu wählen, und so auf skalenabhängige Phänomene besser einzugehen. Im Rahmen von VERITA soll eine Reihe von hochauflösenden Modellen mit Hilfe der aktuellsten Verifikationsmethoden ausgewertet und verglichen werden. Besonders Methoden, die sich mit der spektralen Dekomposition von Modellfeldern, der getrennten Behandlung einzelner Skalen und der Bestimmung und Fortpflanzung (in Modellketten) von Phasenfehlen befassen, sollen entwickelt, getestet und eingesetzt werden. Im Zuge dieser Arbeiten, sollen aber auch Fragen bezüglich der Anwendbarkeit von VERA für Verifikationszwecke, einerseits im Vergleich mit alternativen Analysemethoden, und andererseits im Vergleich mit Beobachtungsdaten meteorologischer Stationen, beantwortet werden. Festzustellen ist z.B., ob, und ab welcher räumlichen Skala, bei welcher Stationsdichte und bei welcher Modellauflösung Analyse und (räumlich unregelmäßige) Beobachtungsdaten äquivalent einsetzbar wären. Die Datengrundlage des Projekts, hochauflösende Prognosemodelle und ein dichtes Netz an Beobachtungen, stammt von zwei internationalen Projekten, and denen das IMGW beteiligt ist: Im Rahmen von COPS (Convective and Orographically-induced Precipitation Study) wurde von Juni bis August 2007 eine Messkampagne im Gebiet Vogesen, Rheintal, Schwarzwald und Schwäbischer Alb durchgeführt. Ziel des Projekts ist ein erweitertes Verständnis von Konvektionsprozessen in der Atmosphäre. Dieses ist nötig, um die Niederschlagsvorhersagen der gängigen, feinmaschigen Lokalmodelle zu verbessern, sowie deren Fehler und Schwachstellen ausfindig zu machen. In zeitlicher Übereinstimmung mit COPS fand die Demonstrationsphase des Forecast Demonstration Projects (FDP) MAP D-PHASE (Demonstration of Probabilistic Hydrological and Atmospheric Simulation of flood Events in the Alpine region) von Juni bis November 2007 statt. In der Demonstrationsphase wurde eine durchgehende Vorhersagekette, vom Modellentwickler bis zum Anwender, für Starkniederschlags- und Überflutungsereignisse betrieben. Die Modellprognosen, die von verschiedensten Institutionen für diesen Zeitraum und für den Alpenraum gerechnet wurden, stehen den Projektpartnern ebenso für weitere wissenschaftliche Anwendungen zur Verfügung, wie die Messergebnisse aus der COPS-Region. Um die Datendichte im gesamten Alpenraum zu erhöhen, wurden zudem bei sämtlichen nationalen Wetterdiensten im Einflussbereich der Alpen zusätzliche Daten angefordert.
Das Projekt "Innovative Technologien zur Eindämmung wasserassoziierter Krankheiten, Teilvorhaben: Umweltmonitoring zur Anpassung der Wasseraufbereitung bei Flutereignissen und zur Vermeidung giftiger Chemikalien in Trinkwasser und Böden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Universitätsklinikum Aachen, Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin.
Das Projekt "Modul C: Auswirkungen, Teilprojekt 2: CARLOFFF (Convective atmospheres: linking radar-based event descriptors and losses from flash floods) Wirkungen oder Kosten von Extremereignissen und Schäden durch Flusshochwasser" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Potsdam, Institut für Umweltwissenschaften und Geographie, Lehrstuhl für Hydrologie und Klimatologie.
Das Projekt "Tsunami Intensitätskarten" wird/wurde gefördert durch: Bundesamt für Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesamt für Umwelt.Tsunamis kommen nicht nur im Meer vor, sondern in seltenen Fällen auch in Schweizer Seen. Hier entstehen Tsunamis vor allem durch Bergstürze und Über- oder Unterwasserrutschungen, die oft, aber nicht zwingend durch ein Erdbeben ausgelöst werden. Hinweise auf historische und prähistorische Bergstürze und Rutschungen, die Flutwellen ausgelöst haben, wurden in den Sedimenten zahlreicher Schweizer Seen gefunden. Dabei handelt es sich um chaotisch durchmischte Ablagerungen, die sich von normalen Sedimenten unterscheiden. Dank der Möglichkeit, ihr Alter zu bestimmen, können sie im Nachhinein einem Ereignis zugeordnet werden. Bekannt sind mehrere solche Ereignisse (z.B. 563 n. Chr. am Genfersee (Welle 13 m in Genf) oder 1601 am Vierwaldstättersee (Welle 4 m in Luzern)). Das Forschungsprojekt sieht in einem multidisziplinären Ansatz (Limnogeologie, Seismologie, Geotechnik, Hydraulik Naturgefahren) vor, die Entwicklungsmechanismen und die Fortpflanzung von Tsunamiwellen auf Schweizer Seen zu erforschen. Einerseits sollen die erwarteten Wahrscheinlichkeiten für Tsunamis auf den Schweizer Seen abgeschätzt werden. Andererseits sollen die Wellenmodellierungen auf den Seen über das Ufer hinaus in das angrenzende Umland ergänzt werden. Das erwartete Ausmass der Überflutungen soll dabei in Intensitätskarten dargestellt werden, analog zu den Überflutungs-Intensitätskarten durch klassische Hochwasser. Diese Intensitätskarten sollen anschliessend den Kantonen zur Verfügung gestellt werden. Projektziele: Abschätzung der Wahrscheinlichkeit von Tsunamis und Erstellung von Tsunami-Überflutungs-Intensitätskarten für den Uferbereich von Schweizer Seen. Durch die Analyse von Seesedimenten können die früheren Tsunamis datiert und deren Frequenz und Wahrscheinlichkeit abgeschätzt werden. Für die Erarbeitung der Intensitätskarten werden Modellierung der Wellenentwicklung und -fortpflanzung auf dem See und der Überflutungsprozesse an Land durchgeführt. Die Kartierung der Intensitäten erfolgt aus den Modellresultaten nach bestehender Methodik analog zur Kartierung klassischer Hochwasser.
LfU-Bericht "Hochwasser im Juli 2021" Das LfU hat in dem nun veröffentlichtem Bericht das Hochwassergeschehen im Juli 2021 nachbereitet. Das Hochwasser hatte nach extremen Regenfällen insbesondere in der Eifel dramatische Ausmaße angenommen, an der Ahr kam es zu einer verheerenden Flutkatastrophe. Der Bericht analysiert die Umstände und stellt die Arbeit der Hochwasservorhersagezentrale in den Tagen rund um die Katastrophe dar. Der Bericht (ca. 10 MB) analysiert die Bedingungen, die zu dieser Unglücksnacht führten, skizziert den Verlauf des Hochwassergeschehens und rekonstruiert anhand von Modellberechnungen, wie es zu den enormen Flutwellen kommen konnte. Hierbei wird auch die Arbeit des LfU in Bezug auf Hochwasservorhersagen und Hochwassermeldungen reflektiert. Das LfU führt darüber hinaus auch weiterhin umfangreiche Analysen zur Flutwelle im Ahrtal durch.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 77 |
| Land | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 4 |
| Förderprogramm | 59 |
| Text | 7 |
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| License | Count |
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|---|---|
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| Resource type | Count |
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| Keine | 43 |
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