PROGRESS - RD4

Title

Potsdamer Forschungs- und Technologieverbund zu Naturgefahren, Klimawandel und Nachhaltigkeit (Progress), Teilprojekt A3: Extremereignisse in Geoarchiven

Duration

November 2009 until October 2014

Budget

235.508 € funded by BMBF, PTJ: Spitzenforschung in den neuen Ländern

Contact

Jürgen Kurths

PIK number / OEH

9177a

Description

The research cluster is part of the "Top Level Research and Innovation Programm" of the Federal Ministry for Education and Research. The project deals with a systematic analysis of city systems, criteria for risk resilient infrastructure, information transfer, and the development of new tools for decision making.

Die Untersuchung von Extremereignissen gewinnt immer mehr an Bedeutung. In den letzten Jahren wurde erkannt, dass sich ohne eine Berücksichtigung von Extremereignissen in vielen Bereichen, wie Umweltwissenschaften, Soziologie oder Finanzwirtschaft, keine realistischen Aussagen oder Vorhersagen ableiten lassen. Hinzu kommt, dass Extremereignisse eine übergeordnete Rolle spielen, da sie einen wesentlichen wirtschaftlichen und gesamtgesellschaftlichen Faktor ausmachen. Bei der Untersuchung von Extremereignissen sind langfristige Trends, Erholungszeiten, Kippunkte oder Anpassungsfähigkeiten des Gesamtsystems von besonderem Interesse. Katastrophale Hochwasser- und Massenbewegungsereignisse sind in Bezug auf ihre Häufigkeit und hinsichtlich der klimatischen Randbedingungen jedoch nur ungenügend verstanden, weil die vorhandenen Aufzeichnungen oft kaum länger als 100 Jahre zurück reichen. Diese Informationslücke soll im Rahmen des PROGRESS-Verbundes durch die Auswertung von sedimentären und geomorphologischen Archiven (u. a. Seesedimentkerne, Bergsturzablagerungen), deren Vergleich mit rezenten Hochwasserereignissen und einer geeigneten, noch zu entwickelnden Methodik zur Rekonstruktion und Analyse von Paläo-Extremereignissen geschlossen werden. Erstmalig werden auch jahresgeschichtete Seesedimente in die Untersuchungen einbezogen, weil damit bisherige Datierungsungenauigkeiten deutlich reduziert werden können. Allerdings ist über die komplexen Beziehungen zwischen Wetterextremen und ihrer Abbildung im Sediment bisher nur wenig bekannt. Ziel dieses Projektes ist deshalb ein besseres Prozessverständnis des Signaltransfers vom Auslöser eines Extremereignisses bis hin zur Dokumentation im Sediment zu erlangen. Damit soll eine Identifizierung und Quantifizierung von Paläo-Extremereignissen ermöglicht werden, um auf dieser Basis die Risikoabschätzung unter Instationariät zu verbessern. Nichtstationarität in der Datenanalyse wurde bisher bei der Untersuchung extremer Ereignisse kaum berücksichtigt, hat jedoch einen wesentlichen Einfluss auf die Schlussfolgerungen zu statistischen Eigenschaften von Extremereignissen (Häufigkeit, Magnitude, Dauer). Eine besondere Herausforderung sind Lücken in Daten, Unsicherheiten in der Datierung oder nicht-äquidistante Zeitskalen. Ein weiteres Ziel ist daher die Weiterentwicklung von Methoden zur Beschreibung extremer Ereignisse unter veränderlichen Bedingungen, sowie von Daten mit unsicheren und nicht-äquidistanten Zeitskalen. Mit dieser Methodik sollen langfristige Trends in Paläo-Extremereignissen, Erholungszeiten und Kippunkte (z. B. Abbruch der Monsun-Zirklulation) untersucht werden. In den Vorhaben werden somit Verfahren und Methoden entwickeln, um (1) Paläo-Datensätze in der Größenordnung von 10.000 Jahren abzuleiten, die für eine Weiterverarbeitung mittels statistischer Methoden geeignet sind, und um (2) bisherige Risikoanalysen durch neue statistische Ansätze zu verbessern. Die Ergebnisse sind insbesondere für die heute weitgehend unbeantwortete Frage interessant, inwieweit sich Änderungen in extremen Hochwasserereignissen aufgrund des Klimawandels von natürlichen Variabilitäten unterscheiden.

Homepage

http://www.earth-in-progress.de