Space-Time Dynamics of Extreme Floods (SPATE)

Aufgrund des hohen Schadenspotentials von Hochwassern erfahren diese eine ausgeprägte gesellschaftliche Bedeutung. Durch die ihnen eigenen nicht-linearen Wechselwirkungen und Rückkopplungen mit der Atmosphäre und dem Einzugsgebiet sind sie zudem ein wissenschaftlich anspruchsvolles Thema, welches einen ganzheitlichen und inter-disziplinären Untersuchungsansatz erfordert. Extremhochwasser sind bislang jedoch noch nicht ausreichend verstanden. Aktuelle, hochauflösende Daten sowie neue Konzepte zur Quantifizierung der Interaktionen versprechen eine deutliche Verbesserung des Verständnisses. Das Ziel dieser Forschungsgruppe ist es, die mit Extremhochwassern verbundenen atmosphärischen, sowie die innerhalb des Einzugsgebietes und Gewässernetzes ablaufenden Prozesse zu verstehen und einen räumlichen und zeitlichen Bezug herzustellen. Es sollen insbesondere die Hochwassergenese, die räumliche und die zeitliche Variabilität, sowie die Unsicherheit und die Vorhersagbarkeit untersucht werden.

Wie gut extreme Hochwasser für unbeobachtete Standorte in den kommenden Jahrzehnten prognostiziert werden können und wie groß dabei die Unsicherheiten sind, wird in dabei Teilprojekt 7 „Vorhersagbarkeit von Extremereignissen“ untersucht. Unter Prognose von Hochwassern wird die Schätzung von Hochwasserquantilen gegebener Jährlichkeiten an unbeobachteten Standorten und / oder zukünftigen Zeitpunkten verstanden. Die Vorhersagbarkeit beschreibt im Anschluss die Quantifizierung und Attribution der Unsicherheit. Die Verbesserung der Prognose für unbeobachtete Standorte und zukünftige Zeitpunkte bezüglich Genauigkeit und Robustheit ist innerhalb des Teilprojekts von zentraler Bedeutung. Der Fokus liegt auf der Unterscheidung der Hochwassergenese, das heißt den hochwasserauslösenden Prozessen innerhalb der Prognose. Die Bestimmung und Reduzierung der Unsicherheit erfährt darüber hinaus eine besondere Beachtung.

Das Teilprojekt beinhaltet zwei Phasen. In der ersten Phase werden die Untersuchungen unter Annahme von zeitlich unveränderlichen Prozessen ausschließlich für die Hochwasserscheiteldurchflüsse und das Bundesland Niedersachsen mit dem Aller-Leine-Einzugsgebiet durchgeführt. Dieses Vorgehen beschreibt die univariate, stationäre Hochwasserstatistik. In der zweiten Phase werden sowohl zeitlich variable Prozesse als auch weitere Hochwasserkennwerte, wie das Volumen und die Dauer, betrachtet. Dieses Vorgehen beschreibt die multivariate, instationäre Hochwasserstatistik. Zudem sollen die Erkenntnisse der ersten Phase generalisiert und mittels des Untersuchungsgebiets des Neckars validiert und gegebenenfalls angepasst werden.

Die erste Phase ist in drei Arbeitspakete untergliedert. Das erste Arbeitspaket legt den Fokus auf die Daten-basierte Hochwasserprognose. Das zweite Arbeitspaket beinhaltet die stochastische Entwicklung von Klimaeingangsdaten, welche im dritten Arbeitspaket als Eingangsdaten für die Modell-basierte Hochwasserprognose benötigt werden.

Hier kann eine Detailbeschreibung eingesehen werden. 

Aktuelle Neuigkeiten, Aktivitäten und Veröffentlichungen der SPATE-Forschungsgruppe finden Sie im halbjährlichen Newsletter (nur in Englisch verfügbar) unter: https://www.spate.ruhr-uni-bochum.de/spate/newsletter.html.de