Översvämningar påverkar fler människor världen över än någon annan naturfara, och orsakar enorma skador som förväntas öka i en uppvärmning värld. Men människor och beslutsfattare i utsatta regioner är ofta ovilliga att förbereda sig för exceptionellt allvarliga händelser eftersom de är svåra att föreställa sig och bortom deras erfarenhet.
I en nyligen genomförd studie föreslår ett team av forskare under ledning av Bruno Merz och Sergiy Vorogushyn från GFZ German Research Center for Geosciences en ny strategi för att motivera samhället att diskutera lämpliga riskhanteringsstrategier:De utvecklar en serie hypotetiska extrema översvämningsscenarier i Tyskland genom att förskjuta tidigare observerade nederbördshändelser med några tiotals kilometer i rymden och sedan beräkna deras effekter med hjälp av en översvämningsmodell.
Sådana scenarier är inte osannolika, eftersom den faktiska nederbörden kunde ha fallit flera dussin kilometer bort. Detta resulterar i händelser som är mer än dubbelt så allvarliga som den mest förödande översvämningen i Tyskland sedan 1950. Det visar också att regioner som tidigare besparats inte kan känna sig säkra, eftersom de också kan ha drabbats hårt av förstörelse. Resultaten publicerades i tidskriften Environmental Research Letters .
Översvämningar påverkar fler människor globalt än någon annan naturlig fara. Enbart översvämningarna i juli 2021 i Västeuropa orsakade mer än 220 dödsfall och skador, totalt nästan 50 miljarder euro. Trots de enorma effekterna av exceptionella översvämningar under de senaste decennierna och deras förutspådda vanligare förekomst i framtiden, är samhället ofta ovilligt att diskutera och förbereda sig för sådana händelser.
Undersökningar har visat att människor har svårt att känna empati för händelser som de inte själva upplevt. De är då inte bra på att förutse de negativa effekterna av svåra översvämningar. Och de tenderar att bedöma sannolikheten för en händelse efter hur lätt de kan föreställa sig det. Dessutom har människor och organisationer i allmänhet svårt att tänka på hotfulla framtidsutsikter och känner sig obekväm med att planera för situationer som skulle skada dem själva.
Som ett resultat blir samhället ofta förvånat och lite förberett när händelser inträffar som är allvarligare än vad de tidigare har upplevt – med katastrofala konsekvenser.
"Bristen på beredskap att tänka på och förbereda sig för exceptionella översvämningar är oroande, eftersom exceptionella händelser förväntas inträffa oftare i en varmare värld. Därför finns det ett behov av att utveckla exceptionella scenarier som även icke-experter kan förstå", säger Bruno Merz, chef för hydrologisektionen vid GFZ German Research Centre for Geosciences i Potsdam och professor i hydrologi vid University of Potsdam.
En händelses svårighetsgrad beskrivs ofta i termer av återkomstperioder, som 100- eller 1000-årsfloden. Detta uttrycker det faktum att en händelse av denna svårighetsgrad bara inträffar i genomsnitt vart 100:e eller 1000:e år. Sannolikheten att detta inträffar under ett givet år är därför 1:100 eller 1:1000. Detta koncept är dock inte lättillgängligt för lekmän.
Istället föreslår forskargruppen ledd av Bruno Merz och Sergiy Vorogushyn, senior forskare vid GFZ Hydrology Section, att använda alternativa rumsliga scenarier. Dessa så kallade kontrafaktiska scenarier är alternativa möjligheter för tidigare händelser, det vill säga scenarier som inte inträffade men som kunde ha inträffat.
För att utveckla dem ändrade forskarna nederbördsfälten från tidigare översvämningar och simulerade konsekvenserna som skulle ha uppstått om vägarna för lågtrycksområdena som orsakade dem hade tagit en annan väg.
"Vi antar att det är lätt för även lekmän att förstå att ett lågtryckssystem som orsakade kraftiga regn i en viss region kunde ha utvecklats något annorlunda. Som ett resultat av detta kunde en region som var skonad vid den tiden ha drabbats och en drabbade regionen kunde ha drabbats mycket hårdare – så de hade bara tur vid den tiden, förklarar Merz.
För sin studie valde forskarna ut de tio mest skadliga översvämningarna i Tyskland sedan 1950 och flyttade nederbörden vid den tiden till tre avstånd – 20, 50 och 100 kilometer – och åtta riktningar. Sådana förskjutningar är väl motiverade med tanke på de inblandade mekanismerna:Banorna för nederbördsbildande lågtryckssystem domineras av icke-linjära interaktioner på skalor på ~1 000 kilometer eller mer.
Därför kan nederbördsfälten för enskilda händelser också utvecklas annorlunda om den övergripande meteorologiska situationen är något annorlunda. Dessa 24 kontrafaktiska nederbördshändelser för var och en av de tio största katastroferna matades in i en översvämningsmodell för att kvantifiera översvämningsgraden för motsvarande regioner i Tyskland.
Det visade sig att nederbördsförskjutningen kan leda till mycket svårare översvämningar än den faktiska händelsen. Julöversvämningarna 1993 tjänar som ett exempel:
Utbredd och delvis extrem nederbörd i december 1993 ledde till översvämningar längs mellersta och nedre Rhen julen 1993, vilket ledde till flera dödsfall och översvämningar i tre delstater. Bara i Köln drabbades mer än 13 500 hushåll. En kontrafaktisk översvämning härrör här från en förskjutning av nederbördsfältet med 50 kilometer mot nordost. Om regnet skulle ha fallit där skulle många av de översvämningsdrabbade platserna ha drabbats hårdare.
Dessutom skulle många platser som har besparats från förödelse ha drabbats av flodvattennivåer som överträffar översvämningsskydd.
Områden i Weserflodens bassäng som bara drabbades lindrigt 1993 skulle till exempel ha drabbats av översvämningar större än 100-årsfloden. Sammantaget genererar de kontrafaktiska scenarierna utsläppstoppar vid mer än 70 procent av de 516 flodmått över hela Tyskland som anses i denna studie som överstiger de rekordstora översvämningar som för närvarande registreras där.
"Med tanke på att riskhantering tenderar att fokusera på de största observerade översvämningarna, är den lätthet med vilken vårt tillvägagångssätt genererar många nya översvämningar störande", sammanfattar Merz.
"Vårt nya tillvägagångssätt kan generera rimliga exceptionella scenarier som kan användas för att kommunicera översvämningsrisk till lekmän och stödja hantering av översvämningsrisk. Även om skador inte helt kan förhindras när exceptionella översvämningar inträffar, kan riskhantering begränsa katastrofala konsekvenser", tillägger Sergiy Vorogushyn .
Till exempel kan prognoser, tidig varning och evakuering förhindra dödsfall. Fysisk planering och infrastrukturförvaltning kan säkerställa att känslig infrastruktur, som vårdboenden för äldre, och kritisk infrastruktur, som kraftverk, antingen inte är belägna i riskzoner eller skyddas mot översvämning.
Dessutom kan infrastrukturförvaltningen utforma backup- och redundansåtgärder för kontinuerlig drift under översvämning och utveckla åtgärder som möjliggör en snabb återgång till lägsta servicenivåer om ett fel inte kan förhindras.
Mer information: Bruno Merz et al, Spatial counterfactuals för att utforska katastrofala översvämningar, Environmental Research Letters (2024). DOI:10.1088/1748-9326/ad22b9
Journalinformation: Miljöforskningsbrev
Tillhandahålls av Helmholtz Association of German Research Centers
