Earth Observation und CEDIM

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1 Earth Observation und CEDIM Friedemann Wenzel, Michael Kunz et al. CENTER FOR DISASTER MANAGEMENT AND RISK REDUCTION TECHNOLOGY (CEDIM) KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft Helmholtz-Zentrum Potsdam GFZ Deutsches GeoForschungsZentrum

2 CEDIM Expertise 2

3 über CEDIM Mission:..Verbesserung des wissenschaftlichen Verständnisses von Naturgefahren und deren Abschätzung sowie Entwicklung geeigneter Werkzeuge des Katastrophenmanagement mit dem Ziel, das Risiko zu reduzieren 3

4 GEOSS Zehnjahres-Implementierungsplan Der GEOSS Zehnjahres-Implementierungsplan bildet die international abgestimmte Arbeitsgrundlage der Group on Earth Observations. Neben der organisatorischen Struktur GEO erläutert der GEOSS Zehnjahresplan aktuelle Defizite und Handlungsbedarf im Bereich der internationalen Erdbeobachtung sowie den Nutzen in neun sozio-ökonomischen Bereichen, den die Implementierung von GEOSS erbringen wird: Minderung der Verluste an Leben und Besitz infolge natürlicher und durch den Menschen verursachter Katastrophen; Aus: 4

5 EO und CEDIM Zu CEDIM tragen Institute bei, die über EO Kapazitäten verfügen CEDIM nutzt Satellitenbilder (zum heutigen Zeitpunkt) eher sporadisch Haiti Beben (2010) Van Beben (2010) Elbe Hochwasser (2013) Hayjan/Yolanda (2013) Fragen: Kann CEDIM von D-GEO/GEOSS wissenschaftlich und operationell profitieren? Kann CEDIM zu D-GEO/GEOSS beitragen? 5

6 CEDIM Forensic Disaster Analysis Ziele Analyse und Bewertung von Katastrophen (hazard, impact, Gesellschaft) Zeitlicher Verlauf Katastrophe Analyse Interaktion zwischen Systemen Identifikation relevanter Risiko-und Schadentreiber Ereignis Katastrophe Near Real-Time Van, 2011 Strategie Entwicklung / Anwendung Methoden zur schnellen Bewertung von Katastrophen (Intensität, Schadenschätzung, Schätzung Notunterkünfte, ) Zusammenfassen verfügbares Wissen Aus vergangenen Katastrophen lernen Hintergrund Ereignisbezogen Interdisziplinär + wissenschaftsbasiert Nahe Echtzeit Tohoku 2011 Disaster Analysis Forensic Staten Island (Railway),

7 Wiss. Fragestellungen Kritischen Faktoren für Verluste von Leben, Infrastruktur, Wirtschaft? Interaktionen Extremereignis sozioökonomischer Situation technischen Systemen? Schutzmaßnahmen vorhanden / ausreichend? Lernen aus vergangenen Katastrophen? Ableitung Schadenmuster und sozioökonomische Folgen aus wenigen Parametern? 7

8 CEDIM Projekte Matrix Natural hazard event ATMO forensic prediction and analysis (B. Mühr) Rapid flood event analysis in Germany (K. Schröter) Society and Economy Economic impact of natural disasters (Max Schmidt) Loss assessment, shelter modeling (J. Daniell, B. Khazai) Natural Disasters and Transportation Systems (T. Bessel) Rapid assessment of slip distribution (A. Höchner) Visualization (S. Eggert) FDA user-oriented visualization & data provision Stakeholder interaction (B. Khazai) Causal Loss Analysis (S. Brinks) Crowdsourcing - Using social media (J. Fohringer, C. Lucas) Cross-cutting Information Gap Analysis (T. Girard) CEDIM database case-based reasoning (S. Möhrle) KIT GFZ 8

9 Bisherige FDA Aktivitäten 2011 Tohoko-Oki (Honschu) Earthquake, Japan Van-Earthquake, Eastern Turkey 2012 Earthquake sequenze, Italy Taifun 'Saola', Philippines and Taiwan Drought U.S Hurricane 'Sandy', Northamerica 2013 June Flood 2013, Central Europe Supercyclon 'Phailin', India Supertyphoon 'Haiyan/Yolanda', Philippines 9

10 Juni-Hochwasser

11 Juni-Hochwasser 2013: Meteorologische Situation Maximale 3-Tagessumme (gleitendes Mittel, REGNIE-Daten DWD) (a) 3-Tages Niederschlagssumme (b) Wiederkehrperiode Niederschlag 11

12 Niederschlag 2013 Vorfeuchteindex im Vergleich zu repräsentativen HW-Ereignissen (74 Ereignisse 1960 bis 2009) Analyse: Sortierung nach Maximum pro Gitterpunkt (a) 2013 (b) 2002 (c)

13 Abflußanalyse (a) 2013 (b) 2002 (c)

14 Juni-Hochwasser 2013: Verkehrsbehinderungen 14

15 Juni-Hochwasser 2013: Resilienzen 15

16 Superstorm Haiyan / Yolanda 16

17 CEDIM FDA: Schadenanalyse des Taifuns Windfeldanalysen IMK (Bernhard Mühr), Risikoanalyse/Schadenschätzungen GPI (James Daniell) Taifunschaden = Gefährdung x Exponierung x Vulnerabilität Windgeschwindigkeit, topographische (Gelände) Effekte, Regen, Sturmflut Objekte: Wohngebäude, Industrie, Handel, Tiefbau, Bevölkerung, Wirtschaft Schadensgrad, Baunormen, Vulnerabilitätsklasse, Synonym = Verletzbarkeit 17

18 Windgeschwindigkeiten 18

19 Bevölkerung (J. Daniell, 2014) 19

20 Sozio ökonomische Schadensfunktion Aus historischen Ereignissen (Wind vs. Schäden) Schadensratio Dissertation James Daniell (2013) 20

21 Wirtschaft in betroffenen Regionen Betroffene Gebäude und Infrastruktur zählen zum Kapitalstock (Wert) Produktion (Output) der Region wird stark von der Landwirtschaft getragen Tourismus, Stromkraftwerke Gesamtwert der betroffene Infrastruktur in der Region: 75 Mrd. EUR Schaden (ca. 6,4 Mrd. EUR Geschätzt). Kapital-Output erheblich geringer im Vergleich zu Deutschland Dissertation James Daniell (2013) 21

22 Obdachlose Geschätzte 2,1 Mio. Obdachlose (langfristig) und 6 Mio. Obdachlose (kurzfristig) CEDIM, ,4 Mio. Obdachlose (langfristig) wegen zerstörten Gebäude 5 Mio. Obdachlose (kurzfristig) Philippinische Schätzungen

23 Zusammenfassung CEDIM arbeitet bei großen Katastrophen in Echtzeit an Analysen von Schäden (ökonomisch, Infrastruktur, Opfer), Obdachlosenzahlen, vergleicht akute Ereignisse mit historischen Ereignissen mit sozioökonomischen Skalierungen, versucht Treiber von Risiken und Schäden zu identifizieren (Causal Loss Analysis). 23

24 Fragen von CEDIM Kann und D-GEO/GEOSS dabei helfen? Bietet INSPIRE (z.b. Geoportal) neue Arbeitsmöglichkeiten? Wie entwickelt sich Copernicus (Echtzeit Daten)? Wie kann CEDIM zu D-GEO und/oder GEOSS beitragen? 24