Forschungsgruppe Wetter- und Klimarisikomanagement

Leitung
Profil

Die Forschungsgruppe Wetter- und Klimarisikomanagement verfügt über fundierte Methodenkompetenz in der Modellierung von Wetter- und Klimasensitivitäten ökonomischer Aktivitäten auf räumlich hochaufgelöster Ebene. Die Schwerpunkte der Forschungsgruppe liegen in der Risikomodellierung, der Impact- und Vulnerabilitätsforschung, der Entwicklung räumlich hochaufgelöster Prognosesysteme und der Analyse von ökonomischen Wertschöpfungsketten.

Wir kombinieren exakt geografisch verortete, quantitative ökonomische und meteorologische Daten und nutzen diese zur konsistenten Analyse und Modellierung. Ziel ist es, Politik und Gesellschaft sowie Unternehmen dabei zu unterstützen, die durch Wettervariabilität und Klimawandel entstehenden Risiken zu bewältigen und nach Möglichkeit in Chancen zu verwandeln. Hierfür bieten wir unseren Partnern und Kunden Expertise insbesondere in den Bereichen:

  • Risk Identification
    Mithilfe von Risikomaßen wie dem Weather Value at Risk (VaR), der die Höhe des wetter- bzw. klimabedingt zu erwartenden Schadens bzw. Verlusts innerhalb eines bestimmten Zeitraums für eine vordefinierte Eintrittswahrscheinlichkeit angibt, können wetter- und klimainduzierte Risiken quantifiziert werden. Mittels statistischer und mathematischer Abhängigkeitsmodellierung werden Wirkungszusammenhänge identifiziert, wobei dieses Wissen in weiterer Folge als Grundlage für kosteneffiziente Risikomanagementsysteme dient.
  • Impact Quantification
    Auf Grundlage von Methoden der versicherungsmathematischen und ökonomischen Modellierung werden durch die Forschungsgruppe räumlich hochaufgelöste Impactanalysen erstellt. Basierend auf diesen Analysen können ökonomische Aktivitäten hinsichtlich ihrer Resilienz gegenüber Klimaänderungen und Wettervariabilität in der kurzen, mittleren und langen Frist detailliert untersucht und bewertet werden. Zusätzlich können mittels multiregionaler makroökonomischer Modelle wirtschaftliche und soziale Auswirkungen klimainduzierter Veränderungen und Maßnahmen, wie neuer  Produktionstechnologien, abgeschätzt werden.
  • Climate Solutions & Climate Services
    Für den Weg zu einer klimaresilienten Wirtschaft und Gesellschaft braucht es maßgeschneiderte, nutzungsfreundliche Produkte und Werkzeuge, die bei der Anpassung an Klimavariabilität und -änderung unterstützen. So erstellt die Forschungsgruppe beispielsweise mit der modularen Toolbox WEDDA® (Weather Driven Demand Analysis) entscheidungsunterstützende prospektive Lösungen für Unternehmen, darunter namhafte Energieversorger, Tourismusbetriebe und Handelsunternehmen, und unterstützt diese bei ihrer laufenden Geschäftstätigkeit, ihren Planungsaufgaben und der Anpassung an klimatische Veränderungen. Darunter fallen zum Beispiel wetter- und klimaabhängige Umsatzprognosen, klimaberücksichtigende Bewertungen von Investitionsvorhaben, aber auch hochgenaue Prognosen der Einspeiseleistung erneuerbarer Energien.

 

Unsere Themen im Detail

 

Climate Services

Die Auswirkungen bereits vonstattengehender klimatischer Änderungen werden immer sicht- und spürbarer. So sind viele Politik- aber auch Unternehmensentscheidungen eng mit Fragestellungen hinsichtlich des Klimawandels verknüpft. In diesem Zusammenhang besteht ein klar zunehmender Bedarf an maßgeschneiderten, nutzungsfreundlichen und entscheidungsunterstützenden Produkten und Dienstleistungen, die die vorhandene Fülle an Klimadaten und -informationen für Einzelpersonen und Organisationen nutzbar macht. Solche sogenannten „Climate Services“ unterstützen den Übergang zu einer klimaresilienten Wirtschaft und Gesellschaft, indem sie den relevanten Entscheidungsträger/innen anwendungsgerechte Grundlagen zur Stärkung der Resilienz und Anpassungskapazität unter Berücksichtigung vorhandener oder aufkommender Risiken zu Verfügung stellen. Die Forschungsgruppe engagiert sich daher kontinuierlich in diesem Themenbereich, wobei die Palette von der Grundlagenforschung bis zur konkreten Produktentwicklung reicht.

 

Prognosesysteme für erneuerbare Energieträger

Das Wetter beeinflusst in der Energiewirtschaft sowohl den Heiz- und Kühlbedarf als auch die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen (Solar-, Wind- und Wasserkraft). Um die Spannungsstabilität und -qualität zu gewährleisten, muss den wetterbedingten Schwankungen in der Stromerzeugung entgegengesteuert werden. Mit dem zunehmenden Ausbau erneuerbarer Energieträger steigen auch die Anforderungen an Einspeise- und Verbrauchsprognosen. Aufgrund von Kapazitätsbeschränkungen des Stromnetzes aber auch durch die Realisierung von lokalen Energiegemeinschaften ist mitunter eine Verbesserung der regionalen Auflösung der Prognosemodelle entscheidend. Die Forschungsgruppe hat zu diesem Zweck Prognosemodelle für unterschiedlichste Anwendungszwecke entwickelt, die über die WEDDA®-Toolbox den Kunden für einen operativen Betrieb zu Verfügung gestellt werden können. Zudem bieten wir ein Prognose- und Entscheidungslogik-basiertes Vorschlagssystem für Stromhandelsstrategien zur Optimierung der Ausgleichsenergie an.

 

Modellierung von Katastrophenrisiken

Schäden und Verluste durch Naturkatastrophen nehmen zu, womit das Risikomanagement zur Verringerung der direkten und indirekten Folgen an Bedeutung gewinnt. Um Informationen und Erkenntnisse für das Risikomanagement abzuleiten, beschäftigt sich die Forschungsgruppe seit Jahren mit der Modellierung von Katastrophenschäden, etwa in den Bereichen Hochwasser- und Sturmereignisse. In nationalen wie auch internationalen Forschungsprojekten erfolgen methodische Weiterentwicklungen und die Erprobung neuer Modelle und Datensätze. Dies schließt mitunter auch die Verwendung von aus Seesedimentbohrungen gewonnenen Paleodaten ein (siehe FloodRisk-7000). In der Praxis kommen die Modelle etwa zur Bewertung des Schadenpotentials, der Beurteilung der Versicherbarkeit und der Berechnung der Solvency II Kapitalanforderungen zum Einsatz.

Auch in der Landwirtschaft steigen die Schäden durch Extremwetterereignisse (Spätfröste, Dürren etc.). Die Forschungsgruppe analysiert und quantifiziert bedingte Risiken, erarbeitet Handlungsoptionen und entwickelt praxisrelevante Tools für landwirtschaftliche Produktionssysteme.

 

Tourismus und Klima

Der Tourismus ist einer der wetter- und klimasensitivsten Wirtschaftssektoren. Das derzeitige touristische Angebot von Regionen hat sich entlang von regionalen Stärken herausgebildet. Doch wird immer deutlicher, dass die regionalen Gegebenheiten einem klimawandelinduzierten Veränderungsprozess unterworfen sind. Nur jene Akteurinnen und Akteure, die sich bereits frühzeitig mit dieser Thematik auseinandersetzen und dementsprechend agieren, können Chancen nützen und die Herausforderungen meistern. Die Forschungsgruppe beschäftigt sich mit der Quantifizierung von Klimawandelfolgen auf den heimischen Tourismus sowie der Erarbeitung von Handlungsoptionen für Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger. Dazu zählt beispielsweise die Durchführung von Investitionsbewertungen unter Berücksichtigung des Klimawandels. Siehe dazu WEDDA-4CPI (WEDDA® for Climate Proof Investments).

 

Klimawandelanpassung in der Landwirtschaft

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft sind vielseitig und stellen die heimischen Betriebe vor große Herausforderungen. Die Vulnerabilität aber auch in Frage kommende Lösungsansätze sind klar kulturspezifisch. Die Komplexität landwirtschaftlicher Wertschöpfungsketten verlangt ein darauf abgestimmtes Maßnahmenbündel aus pflanzenbaulichen, technologischen, marktbasierten und finanziellen Anpassungsmaßnahmen. Im Rahmen des Masterplan Klimarisikomanagement Landwirtschaft Steiermark wurde eine Strategie zur Umsetzung eines kosteneffizienten Risikomanagements für die Steiermark erarbeitet. Dazu zählt auch beispielsweise die Konzeption und Umsetzung praxistauglicher Messnetze und zugehöriger Sensorik zur Digitalisierung der Landwirtschaft. Um neue Ansätze zu entwickeln und bestehende Lösungen auf die spezifischen Herausforderungen der Steiermark anzupassen, beteiligt sich die Forschungsgruppe an mehreren europäischen Netzwerken zum internationalen Erfahrungsaustausch.

 

Analyse von ökonomischen Wertschöpfungsketten

Die Bewertung von Maßnahmen erfordert in der Regel eine ökonomische Quantifizierung von Kosten und Nutzen dieser Maßnahmen. Die Forschungsgruppe verfügt über eine hohe Expertise in der Modellierung von regionalen bis hin zu globalen wirtschaftlichen Zusammenhängen und der Quantifizierung von klimainduzierten Änderungen, wie Wechsel zu neuen Produktionstechnologien, betrieblichen und stattlichen Anpassungs- sowie Vermeidungsstrategien. So können Auswirkungen auf Wertschöpfungsketten, Beschäftigung und Ressourcenverbrauch auf globaler wie auch auf nationaler Ebene untersucht werden.

Projekte
  • Klimarisiko Landwirtschaft Steiermark
    Die zunehmende Gefahr von Spätfrost-, Dürre und Extremwetterereignissen stellt die Landwirtschaft vor neue Herausforderungen. Mithilfe des Masterplan Klimarisiko Landwirtschaft ist für die Steiermark ein Instrument geschaffen worden, um sich an die sich ändernden Rahmenbedingungen bestmöglich anzupassen. Siehe dazu: Klimarisiko Landwirtschaft Steiermark
  • Einspeiseleistungsprognosen von Photovoltaik und Windkraft in Österreich
    Durch die Wetterabhängigkeit von Erneuerbaren kommt es zu kurzfristigen Erzeugungsschwankungen, die geplant und ausgeglichen werden müssen. Im Rahmen von RESOLW (Renewable Energy Forecast by new Solarradiation- and Windnowcastingsystems) wurde eine Verbesserung der Einspeiseleistungsprognosen von Photovoltaik und Windkraft in Österreich untersucht. Dazu wurden neuartige Datensätze getestet sowie eine darauf aufbauende Methoden- und Modellentwicklung vorgenommen. Der Schwerpunkt lag vor allem auf kurzfristigen Zeithorizonten (Intraday und Nowcasting) sowie räumlich hochauflösende Prognosen. Die Ergebnisse werden derzeit in den H2020-Projekten COMPILE und EXCESS im Rahmen eines operativen Betriebes für lokale Energiegemeinschaften validiert.
  • EU-MACS & MARCO
    Ein Wachstum des Climate Services Sektors wird als wesentlich für die Bewältigung der Herausforderungen angesehen, die mit der Stärkung der Resilienz und Nachhaltigkeit in Europa einhergehen. In den H2020-Projekten EU-MACS und MARCO erfolgte eine umfassende Analyse und Evaluierung des Marktpotentials für Climate Services. Dies beinhaltete die Analyse von Marktstrukturen und -treibern sowie von Hindernissen und Chancen aus wissenschaftlicher, technischer, rechtlicher, ethischer und sozioökonomischer Sicht. Dies führte u.a. dazu, Anreize für die Nachfrage nach und das Angebot von Marktlösungen zu schaffen, die den Wissensbedürfnissen der Nutzerinnen und Nutzer entsprechen.
  • Climate-fit.city®
    Angesichts der hohen Vulnerabilität von Städten gegenüber Klimaextremen und der Tendenz städtischer Oberflächencharakteristiken, die Extreme noch zu verschärfen, bedürfen Städte eigens auf sie zugeschnittener Climate Services. Daher wurde in einem Team aus 14 europäischen Partnern im Zuge des H2020-Projekts Climate-fit.city® ein europaweites Service eingerichtet, das die besten verfügbaren Stadtklimadaten in sektorspezifische Informationen übersetzt, die für im urbanen Raum agierende öffentliche und private Akteurinnen und Akteure entscheidungsrelevant sind. Adressierte Bereiche umfassen u.a. Gesundheit, Verkehr, Gebäudeenergie, Stadtplanung und Katastrophenmanagement.
  • PROSNOW®
    Der fortschreitende Klimawandel setzt Skigebiete unter erheblichen Druck, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Im H2020-Projekt PROSNOW entwickelten 13 europäische Partner einen Demonstrator für ein meteorologisches Prognose- und Schneemanagementsystem, das Schneemanagern bei ihren täglichen taktischen Entscheidungen unterstützen soll: beispielsweise wo, wann und wie viel technisch erzeugter Schnee notwendig ist bzw. wo und wann Pistenpräparierungen erforderlich sind. Ein solches System birgt damit das Potenzial, die Widerstandsfähigkeit wirtschaftlicher Akteure in Bergregionen zu steigern und deren Echtzeit-Anpassung an die Herausforderungen des Klimawandels zu unterstützen.
  • FloodRisk-7000
    Aufgrund der Gefahr von Schäden durch Hochwasserereignisse in Österreich sind Informationen über das aktuelle und zukünftige Schadenpotential nicht nur für ein nachhaltiges Hochwasserrisikomanagement, sondern auch für die öffentlichen Finanzen relevant, da sich das österreichische Risikotransfersystem derzeit hauptsächlich öffentliche Beihilfen stützt (Katastrophenfonds). FloodRisk-7000 zielte darauf ab, unter Verwendung und Verschneidung unterschiedlicher Datensätze – darunter 7.000 Jahre umfassende Paleodaten zu Hochwasserereignissen – verbesserte Schätzungen zum Hochwasserschadenpotential im Norden Österreichs unter vergangenen, gegenwärtigen und zukünftigen klimatischen Bedingungen bereitzustellen.