Drought hazard assessment in the process of drought risk management

• Autorzy: Tokarczyk T. , Szalinska W.

Warianty tytułu

PL

Ocena zagrożenia suszą w procesie zarządzania ryzykiem suszy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Awareness of the potential threat of significant natural hazards necessitates the introduction of appropriate procedures allowing for effective and systematic actions aimed at eliminating, or at least partially limiting the effects of such events. Due to the nature of drought and the complex process of its development, the cause and effect approach is widely used in assessing droughts. Naturally, this leads to the treatment of drought in terms of risk, which is defined as a derivative of hazards and consequences. Thus formulated definition of drought leads, in a broader context, to endeavours at minimizing the effects and reducing the size of losses, taking into account the prioritization of activities. An active drought risk management policy is necessary to achieve the safety of water resources in the face of current climate threats and expected further changes. The aim of this work is to present the original concept of drought risk assessment for the needs of strategic risk management as an integrated approach to the implementation of the drought management plan. Risk management is crucial and necessary to effectively reducing the effects of drought in a sustainable manner, in the context of meeting the needs of the population, the environment, and the economy. Risk management is a continuous process, consisting of logically arranged, consecutive events, actions, decisions and approvals, repeated cyclically in the course of monitoring the achieved results and implementing optional adaptations to the observed and forecasted changes. The risk management system presented in the work creates an organizational, methodical and functional framework, the implementation of which in the form of structural and IT solutions may be a tool for effective operation of plans aimed at counteracting the effects of drought on the level of particular water regions and river catchments. The proposed approach, based on strategic management in pursuit of sustainable assurance of water safety for social and natural systems, ensures durability of services of freshwater ecosystems responsible for maintaining biodiversity, maintaining life processes and regeneration of the environment, as well as providing people with economic benefits. The integrated SPI-SRI index of coexistence of humidity conditions was used to assess the risk of drought. The aforementioned index made it possible to determine the likelihood of a drought in probabilistic terms, including the phase of atmospheric and hydrological drought in a given basin, which is a key element in drought risk assessment. The estimated period of repeatability of the threat of dry or very dry meteorological conditions leading to hydrological drought in the Nysa Kłodzka catchment was calculated as once every 7.2 years, and in the Prosna catchment, once every 8 years. This information can be used in planning actions aimed at minimizing the effects of drought, and in water management (for instance, on reservoirs) aimed at reducing these effects.

PL

Świadomość niebezpieczeństwa istotnych zagrożeń naturalnych wymusza potrzebę wprowadzenia odpowiednich procedur pozwalających na efektywne i systematyczne działania, których celem jest eliminacja lub częściowe ograniczanie skutków tych zdarzeń. Ze względu na istotę suszy i złożony proces jej rozwoju w ocenie suszy powszechnie stosowane jest ujęcie przyczynowo-skutkowe. W naturalny sposób skłania to do traktowania suszy w kategoriach ryzyka, które definiowane jest jako pochodna zagrożenia i konsekwencji. Taka definicja suszy pozwala w szerszym kontekście dążyć do minimalizacji skutków i ograniczania wielkości strat z uwzględnieniem priorytetyzacji działań. Aktywna polityka zarządzania ryzykiem suszy jest niezbędna do osiągnięcia bezpieczeństwa zasobów wodnych w obliczu aktualnych zagrożeń klimatycznych i spodziewanych zmian. Celem pracy jest przedstawienie autorskiej koncepcji oceny zagrożenia suszą na potrzeby strategicznego zarządzania ryzykiem jako zintegrowanego podejścia do realizacji planu zarządzania suszą. Zarządzanie ryzykiem jest kluczowe i konieczne do efektywnego ograniczania skutków suszy w sposób zrównoważony w zaspokajaniu potrzeb ludności, środowiska i gospodarki. Zarządzanie ryzykiem jest procesem ciągłym, składającym się z uporządkowanych logicznie, następujących po sobie zdarzeń, działań, decyzji i uzgodnień powtarzanych cyklicznie w toku monitorowania osiąganych rezultatów i wdrażania opcji adaptacji do obserwowanych i prognozowanych zmian. Przedstawiony w pracy system zarządzania ryzykiem tworzy ramy organizacyjne, metodyczne i funkcjonalne, których implementacja w postaci rozwiązań strukturalnych i informatycznych stanowić może narzędzie do skutecznego operowania planami przeciwdziałania skutkom suszy na poziomie regionów wodnych i dorzecza. Proponowane podejście, oparte na strategicznym zarządzaniu w dążeniu do zrównoważonego zapewnienia bezpieczeństwa wodnego systemów społecznego i naturalnego, zapewnia trwałość usług ekosystemów słodkowodnych odpowiedzialnych za utrzymywanie bioróżnorodności, podtrzymanie procesów życiowych i regenerację środowiska, a także zapewnienie ludziom korzyści gospodarczych. Do oceny zagrożenia suszą zastosowano zintegrowany wskaźnik SPI-SRI współwystępowania warunków wilgotnościowych. Pozwolił on na określenie prawdopodobieństwa wystąpienia suszy w ujęciu probabilistycznym z uwzględnieniem fazy suszy atmosferycznej i hydrologicznej w danej zlewni co stanowi kluczowy element oceny ryzyka suszy. Oszacowany okres powtarzalności zagrożenia wystąpienia suchych lub bardzo suchych warunków meteorologicznych, prowadzących do suszy hydrologicznej wyniósł w zlewni Nysy Kłodzkiej na raz na 7,2 lata i w zlewni Prosny na raz na 8 lat. Informacje te mogą być wykorzystane do planowania działań minimalizujących skutki wystąpienia susz i prowadzenia gospodarki wodnej (np. na zbiornikach retencyjnych) ukierunkowanej na ograniczenie tych skutków.

Słowa kluczowe

EN

drought; drought hazard; drought risk; hazard assessment; risk management; risk management process

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2018
• Tom: 17
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.217-229,fig.,ref.

Twórcy

autor

Tokarczyk T.

• Institute of Meteorology and Water Management, National Research Institute, Podlesna 61, 01-673 Warsaw

autor

Szalinska W.

• Institute of Meteorology and Water Management, National Research Institute, Podlesna 61, 01-673 Warsaw

Bibliografia

• Allen C.D., Breshears D.D., McDowell N.G. (2015). On underestimation of global vulnerability to tree mortality and forest die-off from hotter drought in the Anthropocene, Ecosphere, 6(8), 1–55. https://doi.org/10.1890/ ES15-00203.1.
• Cook E.R., Meko D.M., Stahle D.W., Cleaveland M.K. (1999). Drought reconstructions for the continental United States, Journal of Climate, 12(4), 1145–1162. https://doi.org/10.1175/1520-0442(1999)012<1145:DRFTCU>2.0.CO;2
• Dębski K. (1970). Hydrologia. Warszawa: Arkady.
• Dubicki A. (red.). (2002). Zasoby wodne w dorzeczu górnej i środkowej Odry w warunkach suszy. Warszawa: IMGW.
• Eslamian S. (Ed.). (2014). Handbook of engineering hydrology: Modeling, Climate Change, and Variability. London: CRC Press.
• Farat R., Kępińska-Kasprzak M., Kowalczak P., Mager P. (1995). Susze na obszarze Polski w latach 1951-1990. Warszawa: IMGW.
• Grey D., Sadoff W. (2007). Sink or swin? Water security for growth and development, Water Policy, 9 (6), 545–571, https://doi.org/10.2166/wp.2007.021.
• Hirschboeck K.K. (1988). Flood hydroclimatology. In: V.R. Baker, R.C. Kochel, P.C. Patton (eds.), Flood geomorphology. New York: Wiley, 27–49.
• Hisdal H., Stahl K., Tallaksen L.M., Demuth S. (2001). Have streamflow droughts in Europe become more severe or frequent?, International Journal of Climatology, 21(3), 317-333, DOI: 10.1002/joc.619.
• Kogan F. (1995). Drought of the late 1980s in the United States as derived from NOAA polar-orbiting satellite data, Bulletin of the American Meteorological Society, 76 (5), 655–668, DOI: 10.1175/1520-0477(1995)076<0655:DOTLIT>2.0.CO;2.
• Kulczycki P. (2005). Estymatory jądrowe w analizie systemowej. Warszawa: WNT.
• Lloyd-Hughes B., Saunders M.A. (2002). A drought climatology for Europe, International Journal of Climatology, 22, 1571–1592, DOI: 10.1002/joc.846.
• Lorenc H., Ceran M., Mierkiewicz M., Sasim M., Wita A. (2006). Susza w Polsce – 2006 (przyczyny, natężenia, zasięg, wnioski na przyszłość). Warszawa: IMGW. (acess 21.11.2017) (https://bip.minrol.gov.pl/Informacje-Branzowe/Monitoring-suszy/SUSZA-W-POLSCE2006-rok-przyczyny-natezenie-zasieg-wnioski-na-przyszlosc).
• Łabędzki L., Bąk B. (2000). Standaryzowany klimatyczny bilans wodny jako wskaźnik suszy, Acta Agrophysica, 3 (1), 117–124.
• Mager P, Kuźnicka M., Kępińska-Kasprzak M., Farat R. (1999). Zmiany natężenia i częstości pojawiania się susz w Polsce (1891-1995). In: A. Dubicki (red.), Zmiany i zmienność klimatu Polski: ich wpływ na gospodarkę, ekosystemy i człowieka: ogólnopolska konferencja naukowa. Łódź: Wydawnictwo BGW, 159–164.
• Maxwell J.T., Soule P.T. (2011). Drought and other driving forces behind population change in six rural counties in the Unites States, Southeastern Geographer, 51(1), 133–149, DOI: 10.1353/sgo.2011.0011.
• National Drought Mitigation Center (NDMC). Monitoring drought. National Climatic Data Center. http://www.drought.unl.edu.
• Podlaski R., Roesch F. A. (2014). Aproksymacja rozkładów pierśnic drzew w dwugeneracyjnych drzewostanach za pomocą rozkładów mieszanych. III. Estymatory jądrowe a rozkłady mieszane, Sylwan 158, (6), 414−422.
• Rasmussen E.M., Dickinson R.E., Kutzbach J.E., Cleaveland M.K. (1993). Climatology. In: D.R. Maidment (ed.), Handbook of hydrology, New York: McGraw-Hill.
• Sheffield J., Wood E.F., Roderick, M.L. (2012). Little change in global drought over the past 60 years, Nature, 491, 435–438. 10.1038/nature11575.
• Stahl K. (2001). Hydrological drought – a study across Europe, Germany. http://www.hydrology.uni-freiburg.de/publika/FSH-Bd15-Stahl.pdf. (access: 21.11.2017)
• Svoboda M., LeComte D., Hayes M., Heim R., Gleason K., Angel J., Rippey B., Tinker R., Palecki M., Stooksbury D., Miskus D., Stephens S. (2002). The drought Monitor, Bulletin of the American Meteorological Society, 83(8), 1181–1190. 10.1175/1520-0477(2002)083<1181:TDM>2.3.CO;2.
• Tate E.L., Gustard A. (2000). Drought definition: Hydrological perspective. In: J.V. Vogt, F. Somma (eds.), Drought and drought mitigation in Europe, Advances in Natural and Technological Hazards Research. Springer, Dordrecht: Springer, 23–48.
• Tokarczyk T. (2010). Niżówka jako wskaźnik suszy hydrologicznej. Warszawa: IMGW.
• Tokarczyk T., Szalińska W. (2010). Operacyjny system oceny zagrożenia suszą. In: B. Więzik (red.), Hydrologia w inżynierii i gospodarce wodnej. Warszawa: Komitet Inżynierii Środowiska PAN, 285–294.
• Tokarczyk T., Szalińska W., Otop I., Bedryj M. (2017). Zarządzanie ryzykiem suszy. Warszawa: PAN.
• Tsakiris G., Nalbantis I., Vangelis H., Verbeiren B., Huysmans M., Tychon B., Jacquemin I., Canters F., Vanderhaegen S., Engelen G., Poelmans L., De Becker P., Batelaan O. (2013). A system-based paradigm of drought analysis for operational management, Water Resources Management, 27(15), 5281–5297, https://doi.org/10.1007/s11269-013-0471-4.
• UNISDR (2004). Living with risk: a global review of disaster reduction initiatives, United Nations Office for Disaster Risk Reduction, Geneva: United Nations International Strategy for Disaster Reduction.
• UNISDR (2009). Global Assessment Report on Disaster Risk Reduction: Revealing Risk, Redefining Development, United Nations Office for Disaster Risk Reduction, Geneva: United Nations International Strategy for Disaster Reduction.
• Wilhite D.A. (2000). Drought as a natural hazard: concepts and definitions. In: Drought: D.A. Wilhite (ed.), A global assessment, London: Routledge Publishers, 3–18.
• Wilhite D.A., Glatz M.H. (1985). Understanding the drought phenomenon: The role of definitions, Water International, 10 (3), 111–120. https://doi.org/10.1080/02508068508686328
• WWF, GIWP. (2016). Drought risk management. A strategic approach, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization – UNESCO, Paris: UNESCO. http://unesdoc.unesco.org/images/0024/002456/245633e.pdf. (access: 21.11.2017)
• Yihdego Y. (2016). Drought and Pest Management Initiatives. In: Eslamian S. and Eslamian F.A, (ed.). Handbook of Drought and Water Scarcity. London: CRC Press.
• Yihdego Y, Eslamian S. (2016). Drought Management Initiatives and Objectives. In: Eslamian S. and Eslamian F.A, (ed.). Handbook of Drought and Water Scarcity. London: CRC Press.
• Yihdego Y, Webb J A. (2016). Validation of a model with climatic and flow scenario analysis: case of Lake Burrumbeet in southeastern Australia. Environ Monit Assess 188, 1–14. https://doi.org/10.1007/s10661-016-5310-7.
• Zelenhasic E., Salvai A. (1987). A method of streamflow drought analysis, Water Resources Research, 23(1), 156–168. https://doi.org/10.1029/WR023i001p00156.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2018.17.3.217