Wind aggregation for storm clusters improves the design of vulnerability curves for insurance companies

In der Welt des Wetters und der Versicherung wird Risiko normalerweise als eine einfache Gleichung verstanden, die aus drei Teilen besteht: der Gefahr selbst, den Dingen, die ihr im Weg stehen, und wie leicht diese Dinge zerbrechen. Die Gefahr ist der Sturm; die Dinge sind die Häuser und Unternehmen; und die Zerbrechlichkeit ist die Vulnerabilität. Jahrzehntelang betrachteten Experten Stürme als isolierte Ereignisse und gingen davon aus, dass ein durch einen einzelnen Sturm beschädigtes Haus nicht wahrscheinlicher durch den nächsten beschädigt wird als zuvor. Diese Sichtweise funktioniert gut, wenn Stürme einzeln auftreten, stößt aber an ihre Grenzen, wenn sie in einer rasanten Abfolge eintreffen. Wenn mehrere Stürme in kurzer Folge dieselbe Region treffen, kann der Schaden weitaus größer sein als die Summe der einzelnen Ereignisse. Dies geschieht, weil Gebäude, die durch den ersten Schlag geschwächt wurden, möglicherweise nicht die Zeit zur Erholung haben, bevor der zweite einschlägt, was sie in einen fragileren Zustand versetzt. Das Verständnis dieses Zeitpunkts ist entscheidend für Versicherungsgesellschaften, die genügend Geld zurücklegen müssen, um diese Katastrophen zu bezahlen, und für Wissenschaftler, die versuchen vorherzusagen, wie der Klimawandel die Häufigkeit solcher gefährlichen Sequenzen verändern könnte.

Ein Forschungsteam, das mit Daten eines großen französischen Versicherungsunternehmens arbeitete, setzte sich zum Ziel zu prüfen, ob die Standardmethode zur Berechnung von Sturmschäden ein kritisches Puzzleteil übersehen hatte. Sie konzentrierten sich auf die Winterwindstürme, die Frankreich heimsuchen – Ereignisse, die in den letzten Jahrzehnten Schäden in Milliardenhöhe verursacht haben. Indem sie Jahrzehnte an Versicherungsansprüchen analysierten und diese mit detaillierten Aufzeichnungen von Windmustern abglichen, stellten sie eine einfache Frage: Spielt der Zeitpunkt der Stürme eine Rolle? Insbesondere wollten sie wissen, ob ein Haus, das von zwei aufeinanderfolgenden Stürmen getroffen wird, mehr Schaden erleidet als ein Haus, das von einem einzelnen Sturm derselben Stärke getroffen wird, und ob die derzeit verwendeten Modelle zur Vorhersage dieser Verluste es versäumten, dies zu berücksichtigen.

Die Forscher fanden heraus, dass der Standardansatz tatsächlich unvollständig war. Sie entdeckten, dass ein erheblicher Teil der Schäden in Frankreich während Zeiträumen auftritt, in denen Stürme dicht aufeinanderfolgen, oft innerhalb eines Fensters von nur wenigen Tagen. Tatsächlich stellten sie fest, dass bei Betrachtung eines Vier-Tage-Fensters – ein üblicher Zeitraum, den Versicherer zur Gruppierung von Ansprüchen verwenden – mehr als die Hälfte aller beschädigten Immobilien Teil einer Sturmsequenz und kein isoliertes Ereignis war. Noch aussagekräftiger war, dass sie eine spezifische Gruppe von Standorten identifizierten, die von den Winden mehrerer Stürme in diesem kurzen Zeitfenster getroffen wurden. Diese „Mehrfachwind“-Standorte erlitten Schäden, die nicht allein durch die stärkste Böe erklärt werden konnten. Als die Forscher den Schaden gegen die Windgeschwindigkeit auftrugen, sahen sie, dass Häuser, die von aufeinanderfolgenden Stürmen getroffen wurden, bei gleicher Windintensität eine höhere Quote an Ansprüchen aufwiesen als Häuser, die von einem einzelnen Sturm getroffen wurden. Die Standardmodelle, die nur die Spitzenwindgeschwindigkeit betrachteten, unterschätzten das Risiko für diese gehäuften Ereignisse.

Um dies zu korrigieren, entwickelten die Forscher eine neue Methode zur Messung der Gefahr. Anstatt nur die einzelne stärkste Böe zu erfassen, die ein Standort erlebte, entwickelten sie eine Methode, die die Wirkung aller starken Winde aus der Sequenz der Stürme zusammenrechnet. Stellen Sie sich einen Sturmcluster als eine Serie schwerer Schläge vor; die neue Methode behandelt den zweiten und dritten Schlag so, dass sie zur Gesamtkraft beitragen, selbst wenn sie schwächer als der erste sind. Sie testeten verschiedene Wege, diese Winde zu kombinieren, und fanden heraus, dass die effektivste Methode der stärksten Böe das volle Gewicht beimaß, aber auch einen kleineren, jedoch signifikanten Beitrag der nachfolgenden Stürme hinzufügte. Dieser Ansatz, den sie Windaggregation nennen, ermöglichte es ihnen, einen neuen Satz von Schadenskurven zu erstellen, die die Realität gehäufter Stürme genau widerspiegeln.

Die Ergebnisse zeigten, dass diese neue Methode wesentlich besser funktionierte als die alte. Als sie die aggregierte Windmetrik auf ihre Daten anwandten, verbesserte sich die Fähigkeit des Modells, den tatsächlichen Schaden vorherzusagen, signifikant, insbesondere für jene Standorte, die von mehreren Stürmen getroffen wurden. Die Verbesserung war am dramatischsten bei Stürmen, die innerhalb einer Woche nacheinander auftraten. Je länger der Abstand zwischen den Stürmen war, desto mehr verblasste der Nutzen der Zusammenrechnung der Winde, was darauf hindeutet, dass Gebäude ein Fenster von etwa einer Woche haben, um sich zu erholen, bevor der nächste Sturm eintrifft. Wenn die Stürme weiter auseinander liegen, ähnelt der Schaden des zweiten Ereignisses eher einem frischen Angriff auf ein gesundes Gebäude als einem Folgeschlag auf ein bereits geschwächtes.

Diese Studie legt nicht nahe, dass die alten Modelle für Einzelstürme unbrauchbar seien; bei isolierten Ereignissen bleibt die Spitzenwindgeschwindigkeit der beste Prädiktor für Schäden. Sie zeigt jedoch, dass es für das zunehmend häufiger werdende Szenario von Sturmclustern zu einer verzerrten Sicht auf das Risiko führt, wenn man sich nur auf die Spitzenwindgeschwindigkeit verlässt. Indem sie die Abfolge der Stürme explizit berücksichtigten, lieferten die Forscher einen Weg, um Versicherungsrisikomodelle realistischer zu gestalten. Dies bedeutet, dass Versicherungsgesellschaften die Gesamtschäden, denen sie während einer Saison von rasant aufeinanderfolgenden Stürmen gegenüberstehen könnten, besser abschätzen können, was zu einer genaueren Preisgestaltung und einer besseren Vorbereitung auf die Zukunft führt. Die Arbeit bestätigt, dass der Zeitpunkt der Gewalt der Natur genauso wichtig ist wie ihre Intensität, und dass das Ignorieren der Abfolge von Ereignissen uns unvorbereitet auf die wahren Kosten einer Sturmsaison lassen kann.