Multi-step water quality forecasting using a boosting ensemble multi-wavelet extreme learning machine model - Barzegar, Rahim; Asghari Moghaddam, Asghar; Adamowski, Jan; Ozga-Zielinski, Bogdan (Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 2018)

La méthode hydrogéomorphologique de détermination des zones inondables - Ballais, Jean-Louis; Chave, Sylvain; Dupont, Nadia; Masson, Éric; Penven, Marie-Josée (Physio-Géo. Géographie physique et environnement, 2011)
L'ouvrage fait le point sur les développements de la méthode mise au point dans les années 1980 et présentée en détail pour la première fois en 1996. Il s'organise en deux grandes parties : la présentation de la méthode hydrogéomorphologique de détermination des zones inondables et les applications de cette méthode. La première partie justifie d'abord la nécessité de mettre au point et d'utiliser une nouvelle méthode face aux insuffisances des méthodes hydrologiques-hydrauliques utilisées en France (et très généralement dans le monde) pour la prévision et la prévention des risques d'inondation.Elle présente ensuite les principes de la méthode (chapitre II). C'est ainsi qu'elle consacre un long développement au rôle fondamental de la géomorphologie, tout particulièrement aux quatre lits qu'un cours d'eau peut occuper en fonction de son débit, lits déterminés par l'analyse de la microtopographie de la plaine alluviale fonctionnelle complétée par leur caractérisation sédimentologique. L'influence de la lithologie et de la tectonique est ensuite évoquée. Un deuxième sous-chapitre présente les critères complémentaires : la couverture végétale naturelle et l'occupation humaine au travers de la localisation des constructions, des vestiges historiques et archéologiques, de l'adaptation de l'activité agricole aux caractéristiques de la plaine alluviale et de la structure du parcellaire. Un troisième sous-chapitre regroupe les facteurs de variation : les grandes zones climatiques et les facteurs anthropiques (travaux et ouvrages hydrauliques, pratiques agricoles, imperméabilisation des sols due à l'urbanisation). Enfin, l'évolution au cours de la période historique des unités hydrogéomorphologiques principales, lit mineur et lit majeur, est présentée.Le court chapitre III met en relation l'hydrogéomorphologie et le fonctionnement hydraulique à l'échelle des unités hydrogéomorphologiques puis au niveau de la modélisation. La deuxième partie présente les trois principales applications de la méthode : la cartographie des zones inondables, la méthode intégrée et l'aménagement. La cartographie des zones inondables est actuellement la principale application, grâce à son intégration dans la politique de prévision et de prévention des risques d'inondation en France depuis 1995. Le chapitre qui lui est consacré s'articule en trois ensembles. Le premier est un rappel critique des moyens techniques d'acquisition des données : cartes, photographies aériennes, imagerie satellite en plein développement, données relatives aux crues historiques, observations de terrain. Le deuxième sous-chapitre détaille la cartographie des données sous la forme de la carte hydrogéomorphologique ou carte d'inondabilité hydrogéomorphologique en faisant l'historique et la critique de la légende proposée par le Ministère de l'Écologie français, puis en traitant plusieurs problèmes de cartographie : l'exhaussement du lit majeur, l'adoucissement du talus externe de la plaine alluviale fonctionnelle par le ruissellement diffus, le recouvrement du talus de la terrasse alluviale par le colluvionnement, la représentation du lit majeur exceptionnel et de la terrasse alluviale holocène, le cas spécifique des vallons secs. Enfin, les premières cartographies réalisées à l'étranger sont présentées. Un court dernier sous-chapitre traite de l'interprétation, qualitative et semi-quantitative, de la carte hydrogéomorphologique.La méthode intégrée, qui reste pour l'essentiel au stade expérimental, est présentée dans le chapitre II : d'abord ses origines, puis ses principes, puis ses premières applications prometteuses en France.Le chapitre III regroupe les potentialités, importantes mais peu exploitées, de la méthode hydrogéomorphologique pour l'aménagement des plaines alluviales, en insistant sur deux points : les conséquences de l'exhaussement des lits majeurs et le fonctionnement des cours d'eau pendant les crues exceptionnelles. La conclusion générale insiste sur l'efficacité de cette méthode, née de la problématique des risques naturels et hors du champ académique, ainsi que sur sa fécondité, en particulier la découverte de nouveaux objets géomorphologiques comme le lit majeur exceptionnel et de nouveaux concepts comme celui de débit hydrogéomorphologique.
Number: Volume 5 Publisher: Martin, Claude
Keywords: Ouvrage_Collectif_Numéro1

Gestion intégrée des catastrophes en Afrique Subsaharienne : rôle de l’assurance, pour un système de gestion performant et la résilience des populations au Bénin - Goundjo, Antoine (2018)
Les variabilités et changements climatiques et les incapacités pour faire face à leurs risques, à leurs effets et, plus précisément, à gérer les catastrophes hydrométéorologiques (inondation et sécheresse) qui les accompagnent, viennent en ajouter aux vulnérabilités et aux problèmes, qui sont déjà une préoccupation en Afrique Subsaharienne et au Bénin. Face à leurs manifestations de plus en plus récurrentes – la faiblesse des systèmes de financement local de la gestion des catastrophes et le déficit des systèmes de protection sociale, qui témoignent des limites des capacités de transfert des risques de catastrophe – cette étude a identifié la structure (gouvernance-ressources), comme le problème essentiel de la gestion des catastrophes au Bénin. Une étude synthétique, étude de cas multiples avec trois niveaux d’analyse imbriqués, dans une approche qualitative, a permis de mieux comprendre comment, dans un contexte de pauvreté, l’intégration de la micro assurance climatique, modifie la structure, le processus et le résultat de la gestion des catastrophes et assure la performance du système et la résilience des populations. Elle a documenté les différents aspects de la structure et des vulnérabilités des systèmes et des populations et a identifié l’absence d’intégration de la micro assurance climatique aux systèmes de gestion des catastrophes, comme un problème au coeur de la complexité des déterminants de la résilience, aussi confrontée à une autre complexité, celle de la diversité des interconnexions entre les différentes catégories de risques, qui place la santé au coeur de tous les risques. La nécessité d’une gestion holistique du risque global, ou d’une gestion tout risque, telle que retenue par le Cadre d’Action de Hyōgo et le Cadre d’Action de Sendai; et l’importance d’apporter une réponse en accord au contexte et à son profil de risques, qui prend l’option pour la "démocratisation" d’une micro assurance climatique, gouvernée sur la base de fondements idéologiques d’équité et d’efficience, cette recherche a préconisé – pour une gestion plus rationnelle, pertinente, efficace et efficiente des catastrophes – une intégration de trois systèmes : le système de la gestion des catastrophes; le système de protection sociale, y compris celui de la micro assurance climatique, et le système de la santé; tous reconnus outillés pour la gestion des risques. Elle a retenu, qu’une telle approche saurait aussi assurer une gestion efficace du changement qu’induirait l’intégration de la micro assurance climatique à la gestion des catastrophes; de ii même qu’une meilleure utilisation des outils et méthodes de sensibilisation, de prévention, de prévision et d’évaluation des risques et des dommages dont recèlent les pratiques en micro assurance climatique. Elle constate que la réussite de l’intégration de la MAC et son développement sont essentiellement plus déterminés par les acteurs et leurs intérêts, que par les ressources financières, même si elles sont aussi indispensables. Cette recherche préconise qu’à partir de choix de modèles et de modes d’intégration bien étudiés, son intégration ou sa prise en compte dans les différents programmes d’aide et de protection sociale mis en oeuvre au Bénin pourrait être, à travers les subventions de l’État, un moyen de mobilisation de fonds en faveur de son financement et de sa viabilité/durabilité. Ce financement pourra aussi s’appuyer sur les mécanismes traditionnels de financement de l’assurance, de la micro assurance, des changements climatiques et de la réduction des risques de catastrophe au Bénin, en Afrique et dans le monde. C’est pourquoi, en termes de gouvernance, ce travail soutien une restructuration avec une gestion entièrement centrée sur les communes, dans une approche des services de première ligne avec les réseaux de services ; en termes de ressources, il a aussi analysé les conditions et les possibilités de développement d’une micro assurance climatique, qui dépend avant tout de la qualité de la gestion des catastrophes (capacités à réduire les risques et limiter les pertes ou capacités à induire la résilience des systèmes et des populations). Cette approche puise dans les réalités et pratiques endogènes de gestion des catastrophes et surtout de protection sociale ou de transfert de risques ; elle s’inspire des bonnes pratiques d’ailleurs ; elle contribue à instaurer l’équité, comme principe de la gestion intégrée des catastrophes et, au-delà de la résilience, à susciter une convergence des efforts pour l’autonomisation de la structure et des populations, face aux manifestations catastrophiques des inondations et de la sécheresse. Cette recherche pense qu’il faut oser la micro assurance universelle pour la gestion des catastrophes hydrométéorologiques; qu’elle est réalisable ou faisable, même en contexte de pauvreté; et qu’il est aussi possible de combiner micro assurance climatique universelle et assurance médicale universelle, dans une dynamique qui mobilise des approches efficientes et les intérêts.

Le Québec récemment frappé par les crues extrêmes : une manifestation des changements climatiques ? - Leconte, Robert (Le Climatoscope, 2019)
Les printemps 2017 et 2019 auront frappé l’imaginaire collectif en raison de l’ampleur des crues ayant touché de nombreuses rivières du Québec et des dommages qui leur sont associés. En 2019, près de 6700 résidences localisées dans 51 municipalités et distribuées dans presque toutes les principales régions du Québec ont été inondées, sans compter les nombreuses autres résidences qui se sont retrouvées isolées en raison de routes submergées et de glissements de terrain. Le bilan en 2017 était similaire, avec 5371 maisons inondées dans 261 municipalités et 4066 personnes évacuées. Les débits dans plusieurs rivières ont excédé les valeurs mesurées depuis que les stations de jaugeage ont été installées. À titre d’exemple, en 2019, le débit journalier dans la rivière Rouge à la hauteur du Barrage de la Chute-Bell, où Hydro-Québec a craint pour la stabilité de l’ouvrage, a atteint 975 m3/s, la plus forte valeur jamais enregistrée depuis 1964. Une analyse statistique révèle qu’un tel débit a une chance d’être dépassé en moyenne une fois tous les 175 ans. Il s’agit d’un événement exceptionnel. Pourtant, un autre événement extrême se produisait au même endroit en 1998, cette fois-ci avec un débit maximal journalier de 914 m3/s. Deux crues printanières majeures en 20 ans : est-ce la conséquence des changements climatiques ? Cet article propose une genèse des événements hydrologiques extrêmes, puis présente des projections climatiques aux horizons 2050 et 2080 pour différentes rivières au Sud et au Nord du fleuve Saint-Laurent. Puis, est exposée la démarche générale employée pour caractériser le régime hydrologique des bassins versants en climat futur.
Keywords: Ouvrage_Collectif_Numéro1

Floods in future climates: a review - Whitfield, P.H. (Journal of Flood Risk Management, 2012)
Abstract At the global scale, the warming of the atmosphere will increase the capacity of the atmosphere to hold and accelerate the redistribution of water in the atmosphere. This suggests that flood‐generating processes linked to the atmosphere are likely to increase. However, the I ntergovernmental P anel on C limate C hange projections of future floods involve extremely complex issues that defy simple generalisations. Warming will alter other aspects of the water cycle increasing evaporation, changing precipitation patterns and intensity, and also affecting the processes involved in surface storage of water, including snowpack generation, snowmelt, river ice break‐up, and glacial melt. Many of these are active in flood generation, and changes may cause floods to decrease as well as increase. However, these processes take place not at the global scale but at relatively local scale, making generalisations about flooding in future climates difficult and uncertain. At the global scale, the role of land use is generally unresolved, but at a watershed scale, land‐use effects can be as important as changes in the meteorological processes. This review shows that while meteorologically driven flooding is expected to increase in a changed climate, making a precise pronouncement regarding all floods is unwise, as many types of floods will respond differently to changing climate and that because floods are watershed scale events, these local effects will remain important.
Keywords: Ouvrage_Collectif_Numéro1

Flood Spatial Modeling in Northern Iran Using Remote Sensing and GIS: A Comparison between Evidential Belief Functions and Its Ensemble with a Multivariate Logistic Regression Model - Tien Bui, Duie; Khosravi, Khabat; Shahabi, Himan; Daggupati, Prasad; Adamowski, Jan F.; M.Melesse, Assefa; Thai Pham, Binh; Pourghasemi, Hamid Reza; Mahmoudi, Mehrnoosh; Bahrami, Sepideh; Pradhan, Biswajeet; Shirzadi, Ataollah; et al. (Remote Sensing, 2019)
Floods are some of the most dangerous and most frequent natural disasters occurring in the northern region of Iran. Flooding in this area frequently leads to major urban, financial, anthropogenic, and environmental impacts. Therefore, the development of flood susceptibility maps used to identify flood zones in the catchment is necessary for improved flood management and decision making. The main objective of this study was to evaluate the performance of an Evidential Belief Function (EBF) model, both as an individual model and in combination with Logistic Regression (LR) methods, in preparing flood susceptibility maps for the Haraz Catchment in the Mazandaran Province, Iran. The spatial database created consisted of a flood inventory, altitude, slope angle, plan curvature, Topographic Wetness Index (TWI), Stream Power Index (SPI), distance from river, rainfall, geology, land use, and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) for the region. After obtaining the required information from various sources, 151 of 211 recorded flooding points were used for model training and preparation of the flood susceptibility maps. For validation, the results of the models were compared to the 60 remaining flooding points. The Receiver Operating Characteristic (ROC) curve was drawn, and the Area Under the Curve (AUC) was calculated to obtain the accuracy of the flood susceptibility maps prepared through success rates (using training data) and prediction rates (using validation data). The AUC results indicated that the EBF, EBF from LR, EBF-LR (enter), and EBF-LR (stepwise) success rates were 94.61%, 67.94%, 86.45%, and 56.31%, respectively, and the prediction rates were 94.55%, 66.41%, 83.19%, and 52.98%, respectively. The results showed that the EBF model had the highest accuracy in predicting flood susceptibility within the catchment, in which 15% of the total areas were located in high and very high susceptibility classes, and 62% were located in low and very low susceptibility classes. These results can be used for the planning and management of areas vulnerable to floods in order to prevent flood-induced damage; the results may also be useful for natural disaster assessment.
Keywords: Site_internet_RIISQ

Risk assessment strategies for early detection and prediction of infectious disease outbreaks associated with climate change - Rees, Ee; Ng, V; Gachon, P; Mawudeku, A; McKenney, D; Pedlar, J; Yemshanov, D; Parmely, J; Knox, J (Canada Communicable Disease Report, 2019)
Keywords: Gachon_Philippe

Quantitative and qualitative assessment of the impact of climate change on a combined sewer overflow and its receiving water body - Gooré Bi, Eustache; Monette, Frédéric; Gachon, Philippe; Gaspéri, Johnny; Perrodin, Yves (Environmental Science and Pollution Research, 2015)
Projections from the Canadian Regional Climate Model (CRCM) for the southern part of the province of Québec, Canada, suggest an increase in extreme precipitation events for the 2050 horizon (2041–2070). The main goal of this study consisted in a quantitative and qualitative assessment of the impact of the 20 % increase in rainfall intensity that led, in the summer of 2013, to overflows in the “Rolland-Therrien” combined sewer system in the city of Longueuil, Canada. The PCSWMM 2013 model was used to assess the sensitivity of this overflow under current (2013) and future (2050) climate conditions. The simulated quantitative variables (peak flow, QCSO, and volume discharged, VD) served as the basis for deriving ecotoxicological risk indices and event fluxes (EFs) transported to the St. Lawrence (SL) River. Results highlighted 15 to 500 % increases in VD and 13 to 148 % increases in QCSO by 2050 (compared to 2013), based on eight rainfall events measured from May to October. These results show that (i) the relationships between precipitation and combined sewer overflow variables are not linear and (ii) the design criteria for current hydraulic infrastructure must be revised to account for the impact of climate change (CC) arising from changes in precipitation regimes. EFs discharged into the SL River will be 2.24 times larger in the future than they are now (2013) due to large VDs resulting from CC. This will, in turn, lead to excessive inputs of total suspended solids (TSSs) and tracers for numerous urban pollutants (organic matter and nutrients, metals) into the receiving water body. Ecotoxicological risk indices will increase by more than 100 % by 2050 compared to 2013. Given that substantial VDs are at play, and although CC scenarios have many sources of uncertainty, strategies to adapt this drainage network to the effects of CC will have to be developed.
Keywords: Gachon_Philippe

Potential impact of climate change on the risk of windthrow in eastern Canada’s forests - Saad, Christian; Boulanger, Yan; Beaudet, Marilou; Gachon, Philippe; Ruel, Jean-Claude; Gauthier, Sylvie (Climatic Change, 2017)
Climate change is likely to affect windthrow risks at northern latitudes by potentially changing high wind probabilities and soil frost duration. Here, we evaluated the effect of climate change on windthrow risk in eastern Canada’s balsam fir (Abies balsamea [L.] Mill.) forests using a methodology that accounted for changes in both wind speed and soil frost duration. We used wind speed and soil temperature projections at the regional scale from the CRCM5 regional climate model (RCM) driven by the CanESM2 global climate model (GCM) under two representative concentration pathways (RCP4.5, RCP8.5), for a baseline (1976–2005) and two future periods (2041–2070, 2071–2100). A hybrid mechanistic model (ForestGALES) that considers species resistance to uprooting and wind speed distribution was used to calculate windthrow risk. An increased risk of windthrow (3 to 30%) was predicted for the future mainly due to an increased duration of unfrozen soil conditions (by up to 2 to 3 months by the end of the twenty-first century under RCP8.5). In contrast, wind speed did not vary markedly with a changing climate. Strong regional variations in wind speeds translated into regional differences in windthrow risk, with the easternmost region (Atlantic provinces) having the strongest winds and the highest windthrow risk. Because of the inherent uncertainties associated with climate change projections, especially regarding wind climate, further research is required to assess windthrow risk from the optimum combination of RCM/GCM ensemble simulations.
Keywords: Gachon_Philippe

Adaptation des outils PHYSITEL/HYDROTEL au milieu boréal québécois : modélisation des processus hydrologiques et analyses de sensibilité et d’incertitudes. - Rousseau, Alain N.; Rousseau, A.N.; Mailhot, Alain; St-Hilaire, André (2015)
Les bassins versants du Moyen‐Nord quebecois (49e au 55e parallele) se distinguent par leur climatologie et le pourcentage eleve de territoires couverts par des lacs et milieux humides (de l’ordre de 20 a 30 %) et, surtout, par leur importante contribution a la production electrique du Quebec; le complexe de la riviere La Grande generant environ 40% de l’electricite quebecoise. Dans le contexte de la gestion de la production d’electricite, Hydro‐Quebec Production fait la prevision des apports aux reservoirs de ce complexe a l’aide d’un modele hydrologique global. Par ailleurs, depuis les annees 1980, le milieu boreal quebecois a subi des hausses de temperature et de precipitation qui ont modifie le regime des apports aux reservoirs. Compte tenu de ces changements et des caracteristiques physiographiques des bassins boreaux, il a ete propose d’utiliser un modele hydrologique distribue a base physique pour examiner l’impact sur ces apports des projections climatiques produites par Ouranos. En l’occurrence le modele HYDROTEL dont la prise en mains est en train d’etre completee par Hydro‐Quebec Production. Le modele qui est maintenant convenablement cale pour un certain nombre de bassins repond aux attentes dans les bassins du sud du Quebec. Toutefois, pour les grands bassins du Nord comme ceux du Complexe La Grande, l’utilisation du modele requiert des travaux d’adaptations, entre autres, aux niveaux de la modelisation des milieux humides et de la desagregation spatiale des precipitations simulees par les modeles climatiques. Les objectifs generaux de ce projet etaient d’accroitre notre comprehension de l’hydrologie du moyen nord afin qu’elle soit bien representee dans HYDROTEL tout en tenant compte des incertitudes parametriques associees aux differentes equations gouvernant les processus physiques. Ces objectives ont ete declines en trois activites de travail : (AT1) modelisation des processus hydrologiques; (AT2) calage et analyses de sensibilite, d’identifiabilite et d’incertitudes des parametres de calage d’HYDROTEL; et (AT3) amelioration des plateformes informatiques HYDROTEL et PHYSITEL, ce dernier etant un SIG dedie a la construction des bases de donnees de modeles hydrologiques distribues. Pour Ouranos et Hydro‐Quebec les principales realisations issues de ce projet incluent : (i) le developpement d’une methode eprouvee de desagregation sous grille de la precipitation mesoechelle permettant d’evaluer a fine echelle spatiale l’impact des changements climatiques sur les precipitations; (ii) une meilleure comprehension de la dynamique des ecoulements, du stockage de l’eau et de l’evapotranspiration d’un petit bassin versant boreal incluant une grande une tourbiere minerotrophe aqualysee; (iii) l’evaluation du parametrage de la sublimation et la relocalisation de la neige dues au vent et l’identification du besoin d’inclure le rayonnement sous la canopee pour bien reproduire la crue avec un modele complexe de l'evolution du couvert nival; (iv) la detection de la quasi neutralite frequente (~76% du temps, majoritairement le jour) de l’atmosphere au‐dessus d’un milieu humide causee par une turbulence mecanique forte et une grande inertie thermique; conditions ayant permises le developpement d’un modele simple d’evapotranspiration des milieux humides base le transfert massique et la stabilite atmospherique; (v) le developpement d’un modele de rayonnement net base uniquement sur des donnees de temperatures journalieres (min, max) et une estimation des parametres permettant de valider l’utilisation de l’equation de Penman‐Monteith dans le nord quebecois; (vi) la hierarchisation des parametres de calage d’HYDROTEL selon la saison et le developpement d’une methode permettant d’evaluer l’incertitude sur les debits simules et d’identifier son importance durant la fonte et l’etiage estival; (vii) dans un contexte d’analyse frequentielle des debits simules, evaluation de l’incertitude parametrique par rapport a l’incertitude statistique, cette derniere dominant pour les periodes de retour superieures a cinq ans; (viii) a l’aide de PHYSITEL, la premiere discretisation du complexe de la riviere La Grande (136 648 km2) en six sousbassins (LG1, LG2, LG3, LG4, La Forge 1 & 2,et Caniapiscau) leur subdivision en versants permettant le calcul de crues maximales probables a l’aide d’HYDROTEL; et (ix) le developpement d’une version 64 bits d’HYDROTEL incluant de nouveaux modules de de calculs de la temperature du sol et des bilans hydriques des milieux humides et isoles. L'avancement de nos comprehensions de l'hydrologie des milieux humides et du milieu boreal en general a ete a la base du developpement des versions adaptees d'HYDROTEL et de PHYSITEL qui permettront a Hydro‐Quebec d'apprehender, avec une modelisation distribuee, l'impact des changements climatiques sur le complexe de la riviere La Grande. Ces logiciels sont transposables a l’ensemble du milieu boreal canadien. Une entente conclut, depuis 2005, entre l’INRS et Hydro‐Quebec (HQ) permet d’ailleurs une distribution commerciale des differentes versions d’HYDROTEL avec interfaces usagers de meme qu’une distribution communautaire du noyau de calcul. Cette synergie a permis de mettre en commun des ressources et des expertises qui facilitent les echanges scientifiques et techniques entre les concepteurs d’HYDROTEL, le Centre d’expertise hydrique du Quebec (CEHQ), HQ, l’IREQ (Institut de recherche en electricite du Quebec) et d’autres usagers (ex. : l’IMTA, Instituto Mexicano de Technologia del Agua). Au total, plus d’une quarantaine de licences ont ete distribuees tant pour des besoins d’enseignement (Universite de Sherbrooke) et de recherche (Universite Laval, UQTR, UQAC, IREQ, Ecole de Technologie Superieure, INRA de Montpellier, Environnement Canada, Agriculture et Agroalimentaire Canada), que des besoins de prevision hydrologique (IMTA, Ville de Quebec, Centre d’expertise hydrique du Quebec, HQ). La modularite informatique d’HYDROTEL se prete egalement bien a cette synergie car elle offre la possibilite de partager le savoir‐faire et, par l’entremise d’un site internet public (CodePlex), de mettre a la disponibilite de tous les nouvelles versions du noyau de calcul. Ces developpements ont permis a l’equipe de l’INRS‐ETE d’acquerir une reconnaissance internationale en modelisation hydrologique distribuee. En effet, HYDROTEL et PHYSITEL ont dans le passe ete identifie comme les outils a utiliser dans le cadre d’appels de proposition de projets de determination du potentiel hydroelectrique finances par la Banque Mondiale [World Bank, 2009].
MAG ID: 2211130683
Keywords: Rousseau_Alain

On the relation between weather-related disaster impacts, vulnerability and climate change - Visser, Hans; Petersen, Arthur C.; Ligtvoet, Willem (Climatic Change, 2014)
Disasters such as floods, storms, heatwaves and droughts can have enormous implications for health, the environment and economic development. In this article, we address the question of how climate change might have influenced the impact of weather-related disasters. This relation is not straightforward, since disaster burden is not influenced by weather and climate events alone—other drivers are growth in population and wealth, and changes in vulnerability. We normalized disaster impacts, analyzed trends in the data and compared them with trends in extreme weather and climate events and vulnerability, following a 3 by 4 by 3 set-up, with three disaster burden categories, four regions and three extreme weather event categories. The trends in normalized disaster impacts show large differences between regions and weather event categories. Despite these variations, our overall conclusion is that the increasing exposure of people and economic assets is the major cause of increasing trends in disaster impacts. This holds for long-term trends in economic losses as well as the number of people affected. We also found similar, though more qualitative, results for the number of people killed; in all three cases, the role played by climate change cannot be excluded. Furthermore, we found that trends in historic vulnerability tend to be stable over time, despite adaptation measures taken by countries. Based on these findings, we derived disaster impact projections for the coming decades. We argue that projections beyond 2030 are too uncertain, not only due to unknown changes in vulnerability, but also due to increasing non-stationarities in normalization relations.
MAG ID: 1982716423

Global-scale river flood vulnerability in the last 50 years. - Masahiro Tanoue; Tanoue, Masahiro; Yukiko Hirabayashi; Hirabayashi, Yukiko; Hiroaki Ikeuchi; Ikeuchi, Hiroaki (Scientific Reports, 2016)
The impacts of flooding are expected to rise due to population increases, economic growth and climate change. Hence, understanding the physical and spatiotemporal characteristics of risk drivers (hazard, exposure and vulnerability) is required to develop effective flood mitigation measures. Here, the long-term trend in flood vulnerability was analysed globally, calculated from the ratio of the reported flood loss or damage to the modelled flood exposure using a global river and inundation model. A previous study showed decreasing global flood vulnerability over a shorter period using different disaster data. The long-term analysis demonstrated for the first time that flood vulnerability to economic losses in upper-middle, lower-middle and low-income countries shows an inverted U-shape, as a result of the balance between economic growth and various historical socioeconomic efforts to reduce damage, leading to non-significant upward or downward trends. We also show that the flood-exposed population is affected by historical changes in population distribution, with changes in flood vulnerability of up to 48.9%. Both increasing and decreasing trends in flood vulnerability were observed in different countries, implying that population growth scenarios considering spatial distribution changes could affect flood risk projections.
MAG ID: 2540334858

Declining vulnerability to river floods and the global benefits of adaptation - Jongman, Brenden; Bierkens, Marc F. P.; Winsemius, Hessel; Aerts, Jeroen C. J. H.; de Perez, Erin Coughlan; van Aalst, Maarten; Kron, Wolfgang; Ward, Philip B.; Ward, Philip J. (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2015)
The global impacts of river floods are substantial and rising. Effective adaptation to the increasing risks requires an in-depth understanding of the physical and socioeconomic drivers of risk. Whereas the modeling of flood hazard and exposure has improved greatly, compelling evidence on spatiotemporal patterns in vulnerability of societies around the world is still lacking. Due to this knowledge gap, the effects of vulnerability on global flood risk are not fully understood, and future projections of fatalities and losses available today are based on simplistic assumptions or do not include vulnerability. We show for the first time (to our knowledge) that trends and fluctuations in vulnerability to river floods around the world can be estimated by dynamic high-resolution modeling of flood hazard and exposure. We find that rising per-capita income coincided with a global decline in vulnerability between 1980 and 2010, which is reflected in decreasing mortality and losses as a share of the people and gross domestic product exposed to inundation. The results also demonstrate that vulnerability levels in low- and high-income countries have been converging, due to a relatively strong trend of vulnerability reduction in developing countries. Finally, we present projections of flood losses and fatalities under 100 individual scenario and model combinations, and three possible global vulnerability scenarios. The projections emphasize that materialized flood risk largely results from human behavior and that future risk increases can be largely contained using effective disaster risk reduction strategies.
MAG ID: 2088486912