Development and Application of a Distribution-Independent Storm Severity Index (DISSI) / Gutachter: Prof. Dr.Uwe Ulbrich, PD Dr. Gregor C. Leckebusch

Michael Walz / Masterarbeit— 2015

Stürme stellen eine der größten Naturgefahren auf der Erde dar. Jedes Jahr werden dadurch enorme sozioökonomische Schäden verursacht. Diese Schäden, beziehungsweise genauso die Stärke eines Sturmes, hängen nicht allein von der absolut aufgetretenen Windgeschwindigkeit ab. Insbesondere die Dauer und die Fläche eines Sturmes beeinflussen die tatsächlichen Auswirkungen des Sturmes auf die Infrastruktur. Der Storm Severity Index (SSI), entwickelt von Leckebusch et al. (2008), stellt eine wichtige Quantifizierung der Stärke eine Sturmes dar, da dieser sowohl die gesamte Lebens-zeit, als auch die gesamte von einem Sturm betroffene Fläche in Betracht zieht. Diese Studie zeigt jedoch, dass der SSI abhängig von der Region ist, in der dieser bestimmt wird. Genauer gesagt ist der SSI abhängig vom Schwanz der Windgeschwindigkeitsverteilung eines Ortes. Diese Tatsache führt zu einer systematischen Überschätzung des SSIs in Regionen mit wenig Sturmaktivität, also außerhalb der Hauptzugbahnen von Stürmen. Eine Folge hieraus ist eine Breitengradabhängigkeit des SSI. Das Ziel dieser Studie ist die Entwicklung eines Index, der unabhängig von der lokalen Windgeschwindigkeitsverteilung ist. Das bedeutet, gleich extremen Windgeschwindigkeiten, beispielsweise Geschwindigkeiten entsprechend dem 99. Perzentil, werden identische Schweregrade zugeordnet. Aufgrund der Unabhängigkeit des Index von der lokalen Windgeschwindigkeitsverteilung wird dieser Distribution-Independent Storm Severity Index (DISSI) genannt. Der DISSI wird mit Hilfe der Extremwertstatistik (EVT) entwickelt. Windgeschwindigkeitsüberschreitungen einer hohen Schwelle (z.B. 98. Perzentil) werden mit einer Generalisierten Pareto Verteilung (GPD) modelliert. Die modellierten Exzesse werden anschließend mittels einer equiprobability transformation in eine Exponentialverteilung überführt. Die Überschätzung der Schwere eines Sturmes in sturmarmen Regionen kann durch den DISSI vermieden werden: Jedem Perzentil der Verteilung wird derselbe Index zugeordnet. Folglich kann mit dem DISSI der Schweregrad von Stürmen, besonders derer die in unterschiedlichen Breiten auftreten, besser verglichen wer-den. Das zeigt sich beim Vergleich der beiden Indizes in Fallstudien, im Zusammenhang mit Sturmschäden und bei der Benutzung eines Windtracking Verfahrens.

TitelDevelopment and Application of a Distribution-Independent Storm Severity Index (DISSI) / Gutachter: Prof. Dr.Uwe Ulbrich, PD Dr. Gregor C. Leckebusch
VerfasserMichael Walz / Masterarbeit
VerlagInstitut für Meteorologie / Standort: Bibliothek
Datum20150129
Arttranslation missing: de.fu_dc_publikation_ordner.Text.Thesis.Master
Formatapplication/pdf
Größe oder Länge86 S.