Statistische Modellierung von Feuerwehreinsätzen für extreme Niederschlagsereignisse über Berlin.

In Großstädten sowie städtische Regionen sind die Auswirkungen von Extremereignissen (z. B. Starkregen) besonders stark spürbar. Da sich die durch gefährliche atmosphärische Ereignisse verursachten Probleme aufgrund des anthropogenen Klimawandels voraussichtlich verschärfen werden, ist eine angemessene Anpassungsplanung der städtischen Infrastruktur erforderlich. Dies erfordert nicht nur die weitere Erforschung möglicher Auswirkungen unter veränderten Klimabedingungen, sondern auch eine Überprüfung der praktischen Umsetzbarkeit für die betroffenen Interessengruppen und Akteure.

Im Rahmen des BMBF-Forschungsprogramms "Stadtklima im Wandel" ([UC]²) setzen wir Starkniederschlagsereignisse mit den zugehörigen Feuerwehreinsätzen über Berlin statistisch in Beziehung. Die Niederschlagsdaten basieren dabei auf zeitlich hoch aufgelösten Radardaten. Die Einsatzdaten der Berliner Feuerwehr sind zwar auch in hoher zeitlicher und örtlicher Auflösung verfügbar, aber die Anzahl der registrierten Ereignisse ist gering (<0.2%). Im Vergleich zu einem Poisson-Modell ist die Verteilung jedoch stark überdispersiv (Varianz größer Erwartungswert). Der Grund hierfür ist, dass Einsätze wegen Wasserschäden nicht gleichmäßig über den betrachteten Zeitraum auftreten, sondern naturgemäß immer in Verbindung mit einzelnen Niederschlags-Extremereignissen stehen. Aufgrund dieses Problems, verwenden wir ein zweiteiliges Hürdenmodell: der erste Teil beschreibt die Auftrittswahrscheinlichkeit für mindestens einen Feuerwehreinsatz (Logistisches Modell) und der zweite Teil beschreibt die Anzahl der Einsätze, für den Fall, dass mindestens ein Einsatz stattgefunden hat. In den entsprechenden statistischen Modellen werden die Parameter durch Prädiktoren beschrieben, die auf der Niederschlagsdauer und -intensität sowie der Gebäudedichte basieren. Mit Hilfe einer Kreuzvalidierung über einen Datenzeitraum von 10 Jahren kann gezeigt werden, dass sowohl das Ereignis-Modell als auch das Modell für die Anzahl der Einsätze der Referenzklimatologie für große Gebiete in Berlin deutlich überlegen sind.