Nationwide exposure modelling and scenario-based seismic risk assessment of school buildings in North Macedonia
Diese Studie adressiert das Fehlen eines landesweiten Expositionsmodells für Nordmazedonien, indem sie das erste umfassende Inventar von 1.129 Schulgebäuden entwickelt und dieses nutzt, um das Erdbebenrisiko anhand zweier historischer Erdbebenszenarien zu bewerten, wodurch ein entscheidender Rahmen für eine evidenzbasierte Nachrüstungsplanung und Notfallvorsorge geschaffen wird.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Erdbeben bringen nicht nur den Boden zum Erbeben; sie testen die Widerstandsfähigkeit der Gemeinschaften, die darauf errichtet wurden. In der Wissenschaft des Katastrophenrisikos bestimmen drei Elemente, wie viel Schaden ein Beben anrichtet: die Stärke der Erschütterung, die Anzahl der Menschen und Gebäude im Pfad der Wellen sowie die Fähigkeit dieser Strukturen, der Kraft standzuhalten. Während Wissenschaftler schon lange das Potenzial des Bebens weltweit kartiert haben, fehlte in vielen Regionen oft das Inventar dessen, was im Weg steht – insbesondere der Orte, an denen Kinder lernen. Ohne ein klares Bild davon, welche Schulgebäude existieren, woraus sie bestehen und wo sie sich befinden, ist es unmöglich zu wissen, welche am wahrscheinlichsten versagen oder effektiv für ihren Schutz zu planen. Diese Lücke ist besonders kritisch in Nordmazedonien, einem Land in einer seismisch aktiven Zone, in dem Schulen nicht nur Klassenzimmer, sondern auch lebenswichtige Zufluchtsorte für Familien nach einer Katastrophe sind.
Forscher aus Nordmazedonien und Portugal haben diese Lücke nun geschlossen, indem sie die erste vollständige, landesweite Karte der Schulgebäude des Landes erstellt haben. Sie sammelten Informationen aus Regierungsregistern, Grundbüchern und vergangenen Studien, um ein digitales Modell von 1.129 Primar- und Sekundarschulen aufzubauen. Dieses Modell listet nicht nur Adressen auf; es klassifiziert jedes Gebäude nach seinem Baumaterial, etwa ob es aus Ziegeln, Beton oder Stein besteht, und vermerkt dessen Alter und Größe. Durch die Kombination dieses detaillierten Inventars mit Computersimulationen darüber, wie verschiedene Gebäudetypen auf Erschütterungen reagieren, konnte das Team den potenziellen Schaden und die menschlichen Kosten von zwei der bedeutendsten Erdbeben in der Geschichte des Landes abschätzen: dem verheerenden Beben von 1963 in der Hauptstadt Skopje und dem starken Ereignis von 1931 im Südosten.
Die Studie zeigt, dass der aktuelle Bestand an Schulgebäuden in Nordmazedonien stark auf älteren Baumethoden basiert. Ungefähr 70 Prozent der Schulen sind aus unbewehrtem Mauerwerk oder Betonrahmen gebaut, denen die moderne Flexibilität fehlt, was sie besonders anfällig für starke Erschütterungen macht. Als die Forscher eine Wiederholung des Erdbebens von Skopje im Jahr 1963 simulierten, zeigten die Ergebnisse, dass fast die Hälfte der Schulen in der Region der Hauptstadt wahrscheinlich keinerlei Schäden erleiden würde, aber ein erheblicher Teil schwere strukturelle Schäden davontragen würde. Die Simulationen ergaben, dass etwa 13 Prozent der Schulen im betroffenen Gebiet vollständig zerstört werden könnten, wobei das höchste Risiko im Stadtkern konzentriert ist, wo die Erschütterung am intensivsten ist. In einem Szenario, in dem diese Gebäude während der Schulzeiten belegt wären, legt das Modell nahe, dass über 160 Menschen ihr Leben verlieren könnten, wobei der Großteil des wirtschaftlichen Verlusts auf die Primärschulen im Stadtzentrum entfällt.
Das zweite Szenario, welches eine Wiederholung des Valandovo-Erdbebens von 1931 modellierte, zeichnete ein anderes Bild. Während die Gesamtzahl der beschädigten Gebäude und der wirtschaftliche Gesamtverlust niedriger waren als im Skopje-Szenario, war die Auswirkung für ländliche Gemeinden schwerwiegender. In dieser Simulation waren regionale Schulen in abgelegenen Dörfern weitaus wahrscheinlicher von einem vollständigen Einsturz betroffen als die größeren zentralen Schulen. Dies liegt daran, dass viele dieser ländlichen Gebäude ältere, einstöckige Strukturen aus Stein oder Ziegeln ohne moderne Verstärkungen sind und sich oft näher an der Verwerfungslinie befinden. Die Simulationen deuteten darauf hin, dass, obwohl die Gesamtzahl der potenziellen Todesopfer mit etwa 31 Personen niedriger wäre, der Schaden an der physischen Infrastruktur in diesen ländlichen Gebieten unverhältnismäßig hoch wäre, was die Bildungskontinuität ganzer Gemeinschaften gefährdet.
Eine zentrale Erkenntnis der Forschung ist, dass das Alter und die Art der Konstruktion die stärksten Prädiktoren für das Überleben sind. Gebäude, die vor 1964 errichtet wurden – also vor der Einführung strenger seismischer Bauvorschriften in der Region –, erleiden am wahrscheinlichsten katastrophale Schäden. Im Gegensatz dazu zeigen Schulen, die nach 1981 gebaut wurden und den aktualisierten technischen Standards folgen, eine wesentlich höhere Kapazität, der simulierten Erschütterung standzuhalten. Die Forscher merkten auch an, dass die Ergebnisse auf Computermodellen zukünftiger Ereignisse basieren und nicht auf einer Rekonstruktion der Vergangenheit. Die tatsächlichen Erdbeben von 1963 und 1931 ereigneten sich nachts oder während der Feiertage, als die Schulen leer waren, wescht dies der Grund ist, warum die historischen Todeszahlen nicht durch Schul einstürze verursacht wurden. Die in dieser Studie präsentierten Zahlen repräsentieren die potenziellen menschlichen Kosten, falls ähnliche Erdbeben auftreten sollten, während die Gebäude voller Schüler und Lehrer sind.
Diese Arbeit bietet das erste klare, datengestützte Fundament für den Schutz der Bildungsinfrastruktur Nordmazedoniens. Indem sie genau identifiziert, welche Gemeinden und welche Arten von Gebäuden dem größten Risiko ausgesetzt sind, bietet die Studie einen Fahrplan für Entscheidungsträger. Sie ermöglicht es lokalen Behörden, zu priorisieren, welche Schulen eine dringende Sanierung benötigen, und hilft Notfallplanern zu verstehen, wo sie ihre Ressourcen bündeln müssen. Das Modell ist keine statische Liste, sondern ein lebendiges Werkzeug, das mit neuen Informationen aktualisiert werden kann, um sicherzustellen, dass sich der Ansatz Nordmazedoniens zur seismischen Sicherheit parallel zu seinem Verständnis der Bedrohung weiterentwickelt. Für eine Nation, in der Schulen das Herz der Gemeinschaft und ein Zufluchtsort in Krisen sind, ist das Wissen um die Festigkeit dieser Gebäude der erste Schritt, um sicherzustellen, dass sie stehen bleiben, wenn der Boden bebt.
Ertrinken Sie in Arbeiten in Ihrem Fachgebiet?
Erhalten Sie tägliche Digests der neuesten Arbeiten passend zu Ihren Forschungsbegriffen — mit technischen Zusammenfassungen, in Ihrer Sprache.