Seltene Ereignisse

Seltene oder extreme Ereignisse sind Ereignisse, die mit geringer Häufigkeit auftreten und oft seltene Ereignisse mit weitreichenden Auswirkungen bezeichnen, die Systeme destabilisieren können (z. B. Aktienmärkte ^{[ 2 ]} , die Intensität von Meereswellen ^{[ 3 ]} oder Glasfasern ^{[ 4 ]} oder die Gesellschaft ^{[ 5 ]} ). Zu den seltenen Ereignissen zählen Naturphänomene (schwere Erdbeben, Tsunamis, Hurrikane, Überschwemmungen, Asteroideneinschläge, Sonneneruptionen usw.), anthropogene Gefahren ( Kriege und verwandte Formen gewaltsamer Konflikte, Terroranschläge , Industrieunfälle, Finanz- und Rohstoffmarktkrisen usw.) sowie Phänomene, bei denen natürliche und anthropogene Faktoren auf komplexe Weise interagieren (Ausbreitung von Epidemien, durch die globale Erwärmung bedingte Klima- und Wetterveränderungen usw.).

Seltene oder extreme Ereignisse sind vereinzelte Vorkommnisse, die nur selten beobachtet werden. Obwohl sie statistisch unwahrscheinlich sind, gelten solche Ereignisse als plausibel, sofern historische Fälle des Ereignisses (oder eines ähnlichen Ereignisses) dokumentiert wurden. ^{[ 6 ]} Wissenschaftliche und populärwissenschaftliche Analysen seltener Ereignisse konzentrieren sich häufig auf solche Ereignisse, von denen vernünftigerweise erwartet werden kann, dass sie erhebliche negative Auswirkungen auf eine Gesellschaft haben – entweder wirtschaftlich ^{[ 7 ]} oder in Bezug auf menschliche Opfer ^{[ 8 ]} (typischerweise beides). Beispiele für solche Ereignisse sind etwa ein Erdbeben der Stärke 8,0 oder höher auf der Richterskala, ein nuklearer Zwischenfall mit Tausenden von Todesopfern oder eine Veränderung des Wertes eines Aktienindex um mehr als 10 % an einem einzigen Tag . ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

Seit der industriellen Revolution hat die globale Erwärmung die Häufigkeit, Intensität und Auswirkungen von Wetterereignissen – Hitzewellen, Orkanböen usw. – verstärkt (rote vs. blaue Kurve). Dementsprechend ist die Anzahl extremer Wetterereignisse heute (roter Bereich) deutlich höher als in der vorindustriellen Zeit (gelber Bereich). Im Bereich der Ursachenforschung für extreme Wetterereignisse ist das Verhältnis des roten zum gelben Bereich ein Indikator für den Anstieg extremer Wetterereignisse, der auf den vom Menschen verursachten Klimawandel zurückzuführen ist. ^{[ 12 ]}

Methoden zur Zuordnung extremer Wetterereignisse beinhalten im Allgemeinen die Anwendung von Klimamodellen auf Szenarien sowohl in der realen Welt mit globaler Erwärmung als auch in einer simulierten Welt ohne die Einflussfaktoren der globalen Erwärmung. Die Unterschiede zwischen den Ergebnissen beider Verfahren – insbesondere Häufigkeit, Intensität und Auswirkungen extremer Wetterereignisse – werden anschließend analysiert, um zum Zuordnungsergebnis zu gelangen. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} Die Zuordnung zukünftiger Extremereignisse (in dieser Grafik nicht dargestellt) erfolgt durch Anwendung von Klimamodellen auf Szenarien mit erwarteten zukünftigen Erwärmungsniveaus.

Die Modellierung seltener Ereignisse (Rare Event Modeling, REM) umfasst Bestrebungen zur Charakterisierung der statistischen Verteilungsparameter , generativen Prozesse oder Dynamiken, die das Auftreten statistisch seltener Ereignisse bestimmen, darunter insbesondere, aber nicht ausschließlich, schwerwiegende Naturkatastrophen oder vom Menschen verursachte Katastrophen. Diese Modellierung kann eine Vielzahl von Ansätzen beinhalten, insbesondere statistische Modelle zur Analyse historischer Ereignisdaten ^{[16, 17 ] und computergestützte Softwaremodelle ,} die versuchen, Prozesse und Dynamiken seltener Ereignisse zu simulieren ^{[ 18 ]} . REM umfasst auch Bestrebungen zur Vorhersage des Auftretens ähnlicher Ereignisse in einem zukünftigen Zeitraum , was sowohl für wissenschaftliche als auch für angewandte Zwecke (z. B. Risikominderung und Planung) von Interesse sein kann ^{[ 19 ]} . Neuartige Datenerhebungsmethoden können zur Analyse von Daten seltener Ereignisse eingesetzt werden ^{[ 20 ] .}

Die zunehmende Rechenleistung der 2000er-Jahre ermöglichte wiederholte Wettersimulationen, und konzeptionelle Durchbrüche in der Klimamodellierung Anfang bis Mitte der 2010er-Jahre ermöglichten die Zuordnung extremer Wetterereignisse . ^{[ 14 ]} Die American Meteorological Society erklärte 2016: „Die Wissenschaft ist mittlerweile so weit fortgeschritten, dass wir die Auswirkungen des Klimawandels auf einige Ereignisse mit hoher Sicherheit nachweisen können.“ ^{[ 21 ]}

In vielen Fällen lassen sich seltene und katastrophale Ereignisse als extreme Ausprägungen alltäglicher Phänomene betrachten. So bewegen sich beispielsweise seismische Aktivitäten, Börsenschwankungen und organisierte Gewalttaten entlang eines Kontinuums der Extreme, wobei extremere Fälle statistisch seltener auftreten. ^{[ 22 ]} Anstatt Daten zu seltenen Ereignissen als eigene Informationsklasse zu betrachten, existieren Daten zu „seltenen“ Ereignissen daher oft als Teilmenge von Daten innerhalb einer übergeordneten Ereignisklasse (z. B. würde ein Datensatz zu seismischer Aktivität sowohl extreme Erdbeben als auch Daten zu deutlich schwächeren seismischen Ereignissen umfassen).

Die folgende Liste enthält Datensätze zu Bereichen von breitem wissenschaftlichem und politischem Interesse, insbesondere zu seltenen (extremen) Fällen mit potenziell verheerenden Folgen. Die Beschreibungen der Datensätze stammen von den jeweiligen Webseiten oder Anbietern.

• Das Sabin Center for Climate Change Law an der Columbia University unterhält durchsuchbare Datenbanken mit folgenden Kategorien: Zuordnung des Klimawandels, Zuordnung extremer Ereignisse, Zuordnung von Auswirkungen, Zuordnung von Quellen und Zuordnung vor Gericht. ^{[ 23 ]}
• Carbon Brief enthält eine interaktive Karte mit über 600 Studien zu fast 750 Extremwetterereignissen und -trends. ^{[ 24 ]}
• Die American Meteorological Society veröffentlicht jährlich Sonderausgaben mit dem Titel „ Extreme Wetterereignisse des Jahres [Jahr] aus klimatischer Perspektive erklären“ . ^{[ 25 ]}

• Datenbank für bewaffnete Konflikte : ^{[ 26 ]} Die Datenbank für bewaffnete Konflikte (ACD) überwacht bewaffnete Konflikte weltweit und konzentriert sich dabei auf politische, militärische und humanitäre Entwicklungen in aktuellen Konflikten, seien es lokale Aufstände, langwierige Rebellionen, Bürgerkriege oder zwischenstaatliche Konflikte. Neben dem umfassenden historischen Hintergrund jedes Konflikts, den wöchentlichen Zeitleisten und monatlichen Aktualisierungen reichen die Statistiken, Daten und Berichte der ACD bis ins Jahr 1997 zurück.
• Projekt „Daten zu Orten und Ereignissen bewaffneter Konflikte“ : ^{[ 27 ]} Der Datensatz zu bewaffneten Konflikten umfasst Ereignisse in Afrika von 1997 bis heute. Dieser Datensatz enthält das Ereignisdatum, die geografische Länge und Breite sowie die Opferzahl.
• Militarisierte zwischenstaatliche Streitigkeiten ^{[ 28 ]} Der Datensatz „Militarisierte zwischenstaatliche Streitigkeiten“ (MID) „liefert Informationen über Konflikte, in denen ein oder mehrere Staaten zwischen 1816 und 2010 einen oder mehrere andere Staaten bedrohten, Gewalt gegen sie zeigten oder anwendeten.“
• Problemstellung Staatsversagen der Political Instability Task Force (PITF), 1955–2013 : ^{[ 29 ]} Die Problemstellung Staatsversagen der Political Instability Task Force (PITF) ist Teil einer umfassenderen Datenbank zu bewaffneten Konflikten, die vom Center for Systemic Peace aus Open-Source-Daten erstellt wurde. Die Daten der PITF umfassen verschiedene Teilbereiche: ethnische Kriege, Revolutionskriege, Regimewechsel und Völkermord bzw. politischer Mord.
• Rand-Datenbank weltweiter Terroranschläge : ^{[ 30 ]} Die Rand-Datenbank weltweiter Terroranschläge umfasst Terroranschläge weltweit von 1968 bis 2009, ist aber derzeit nicht aktiv. Der Datensatz enthält Datum, Ort (Stadt, Land), Täter, detaillierte Beschreibung sowie die Anzahl der Verletzten und Todesopfer.
• Schwere Episoden politischer Gewalt : ^{[ 29 ]} Der Datensatz zu schweren Episoden politischer Gewalt ist Teil einer umfassenderen Datenbank zu bewaffneten Konflikten des Center for Systemic Peace. Die Daten zu politischer Gewalt umfassen jährliche, länderübergreifende Zeitreihendaten zu den Ausmaßen zwischenstaatlicher, gesellschaftlicher und gemeinschaftlicher Konflikte (Unabhängigkeits-, zwischenstaatliche, ethnische und Bürgerkriege; Gewalt und Krieg) für alle Länder.

• Advanced National Seismic System ( ANSS ) Comprehensive Earthquake Catalog ( ComCat ): ^{[ 31 ]} Der ANSS Comprehensive Catalog (ComCat) enthält Erdbebenquellenparameter (z. B. Hypozentren, Magnituden, Phasen und Amplituden) und andere Produkte (z. B. Momententensorlösungen, makroseismische Informationen, tektonische Zusammenfassungen, Karten), die von den beteiligten seismischen Netzwerken erstellt wurden.
• Das Dartmouth Flood Observatory [ ^{32 ] nutzt „Weltraumgestützte Messung und Modellierung von Oberflächenwasser“ ,} um Überschwemmungen zu erfassen und validiert die Ergebnisse anhand von Nachrichtenberichten. Der Datensatz umfasst Land, Beginn- und Enddatum, betroffene Fläche (in Quadratkilometern) und Ursache der Überschwemmung. Zusätzlich enthält er zahlreiche Kennzahlen, darunter Todesopfer, Vertriebene, Schweregrad, Schäden und die tatsächliche Stärke der Überschwemmung.
• Nationales Hochwasserversicherungsprogramm der USA : ^{[ 33 ]} Der Datensatz des Nationalen Hochwasserversicherungsprogramms der USA enthält eine Tabelle mit detaillierten Informationen zu Hochwasserereignissen mit 1.500 oder mehr Schadensfällen, die von 1978 bis zum aktuellen Monat und Jahr ausgezahlt wurden. Die Tabelle enthält den Namen und das Jahr des Ereignisses, die Anzahl der ausgezahlten Schäden, den Gesamtbetrag der Auszahlung und die durchschnittliche Auszahlung pro Schadenfall.
• FAOSTAT (Hungersnot): ^{[ 34 ]} Der FAOSTAT-Datensatz wurde von der Statistikabteilung der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) entwickelt. Es handelt sich um einen aktiven, globalen Datensatz, der Hungersnöte von 1990 bis 2013 umfasst.
• Globales Vulkanismusprogramm : ^{[ 35 ]} „Vulkane der Welt ist eine Datenbank, die die physikalischen Eigenschaften von Vulkanen und ihren Ausbrüchen beschreibt.“ Die Daten enthalten ein Startdatum, ein Enddatum, den Namen des Vulkans (der zur Ermittlung des Standorts verwendet werden kann) und die VEI-Magnitudenskala.
• Internationale Katastrophendatenbank : ^{[ 36 ]} EM-DAT enthält wichtige Kerndaten zu Auftreten und Auswirkungen von über 18.000 Massenkatastrophen weltweit von 1900 bis heute. Die Datenbank wird aus verschiedenen Quellen zusammengestellt, darunter UN-Organisationen, Nichtregierungsorganisationen, Versicherungen, Forschungsinstitute und Presseagenturen.
• NOAA-Naturgefahren : ^{[ 37 ]} Der Datensatz zu Naturgefahren ist Teil des National Geophysical Data Center ( NGDC) der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Das NGDC archiviert und verarbeitet Daten zu Tsunamis, Erdbeben und Vulkanausbrüchen, um Forschung, Planung, Katastrophenschutz und Prävention zu unterstützen. Langzeitdaten, darunter auch Fotografien, können genutzt werden, um die Geschichte von Naturgefahren zu rekonstruieren und zukünftigen Ereignissen vorzubeugen.

• FluView : ^{[ 38 ]} FluView wird von den US-amerikanischen Zentren für Krankheitskontrolle und -prävention (CDC) erstellt und bietet wöchentliche Informationen zur Grippeüberwachung in den Vereinigten Staaten nach Zensusgebieten. Dazu gehören die Anzahl der getesteten Personen und die Anzahl der positiven Fälle.
• Globaler Gesundheitsatlas : ^{[ 39 ]} Der Globale Gesundheitsatlas enthält Daten zu vier übertragbaren Krankheiten: Cholera , Grippe, Kinderlähmung und Gelbfieber . Es handelt sich um einen aktiven, globalen Datensatz, der die Anzahl der Fälle und Todesfälle aufgrund dieser Infektionskrankheiten erfasst.

• Datenbank für Flugsicherheit : ^{[ 40 ]} Die Datenbank für Flugsicherheit erfasst Flugsicherheitsvorfälle weltweit. Jeder Vorfall wird mit dem Ort des Geschehens, den Abflug- und Zielflughäfen, der Anzahl der Todesopfer und dem beteiligten Flugzeugtyp dokumentiert.
• Datenbank radiologischer Vorfälle und verwandter Ereignisse : ^{[ 41 ]} Die Datenbank radiologischer Vorfälle und verwandter Ereignisse erfasst Ereignisse, die zu akuter Strahlenexposition beim Menschen führten und Todesopfer verursachten. Die Datenbank enthält Datum, Ort, Anzahl der Todesfälle, Anzahl der Verletzten und die höchste gemessene Strahlendosis.

• 68–95–99,7-Regel
• Theorie des Schwarzen Schwans
• Extremwerttheorie
• Globale Katastrophenrisiken
• Seltene Katastrophen
• Stichprobenverfahren für seltene Ereignisse