Eine erste kollektive Validierung globaler Flussüberschwemmungsmodelle für große Überschwemmungen in Nigeria und Mosambik

Globale Überschwemmungsmodelle (GFMs) werden international für das Management von Katastrophenrisiken zunehmend wichtiger. Diese Modelle wurden jedoch nur wenig gegen beobachtete Überschwemmungsereignisse validiert, was den Vergleich der Modellleistung erschwert. In diesem Papier präsentieren wir die erste kollektive Validierung mehrerer GFMs gegen dieselben Ereignisse und analysieren, wie verschiedene Modellstrukturen die Leistung beeinflussen. Wir identifizieren drei hydraulisch unterschiedliche Regionen in Afrika mit jüngsten großflächigen Überschwemmungsereignissen: Lokoja, Nigeria; Idah, Nigeria; und Chemba, Mosambik. Anschließend bewerten wir die Ausdehnung der Überschwemmungsausgaben, die von sechs GFMs bereitgestellt werden, anhand von Satellitenbeobachtungen historischer Überschwemmungsausdehnungen in diesen Regionen. Der kritische Erfolgsindex einzelner Modelle in den drei Regionen reicht von 0,45 bis 0,7, und der Prozentsatz der erfassten Überschwemmungen variiert von 52 % bis 97 %. Standortspezifische Bedingungen beeinflussen die Leistung, da die Modelle in der begrenzten Flussaue von Lokoja besser abschneiden, aber in der flachen, ausgedehnten Flussaue von Idah schlecht abschneiden. 2D-hydrodynamische Modelle zeigen eine günstige Leistung. Die Modelle, die mit gemessenen Abflussdaten angeregt werden, zeigen eine höhere Genauigkeit bezüglich der Rückkehrperioden im Vergleich zu denjenigen, die mit Klimareanalyse-Daten angeregt werden. Mithilfe der Ergebnisse unserer Analyse erstellen und validieren wir ein Ensemble aus drei Modellen, um den Nutzen der Ensemble-Modellierung im Kontext von Überschwemmungsgefahren zu untersuchen. Wir stellen fest, dass das Ensemble-Modell ähnlich wie die besten einzelnen und aggregierten Modelle abschneidet. In den drei Studienregionen fanden wir keine Korrelation zwischen Leistung und räumlicher Auflösung der Modelle. Die besten Einzelmodelle zeigen ein akzeptables Leistungsniveau für diese großen Flüsse.