Kroupy: Jak se modelují předpovědi?


			Kroupy: Jak se modelují předpovědi?
6.2.2020 Škody

Krupobití jako doprovodný jev silných bouří v porovnání s ostatními přírodními živly (povodeň, zemětřesení) představuje v ČR poměrně frekventovaný jev, při kterém je ročně pozorováno zhruba 12 dní s kroupami o průměru více než 2 cm (Evropská databáze nebezpečných meteorologických jevů – European Severe Weather Database, ESWD). Právě kroupy od velikosti 2 cm způsobují škody na motorových vozidlech v podobě důlků na návětrné straně a zejména pak na střeše a kapotě. Když se průměr krup blíží ke 4 cm, začínají se objevovat i škody na obvodových sklech stojících vozidel a také na nemovitém majetku. V článku, který vyšel v odborném časopise Pojistný obzor, se dozvíte více.


Pojistný obzor je k přečtení ZDE


Extrémně velké kroupy, s průměrem pět a více centimetrů, jsou v ČR hlášeny 2–3krát ročně (ESWD), avšak velikost oblasti zasažené krupobitím bývá naštěstí relativně malá, a proto se jedná řádově o desítky škodních událostí. I přesto se hodnota pojištěných škod způsobených na majetku i motorových vozidlech kvůli jejich častému výskytu pohybuje v ČR řádově ve stovkách milionů korun ročně.

Škody z událostí dosahujících výšky zajistného krytí se zpravidla vyskytují jen v případech, kdy jsou kroupami zasaženy oblasti s vysokou koncentrací majetku (velká města). Asi nejzásadnější událostí v ČR bylo krupobití v Praze a jejím okolí v roce 2010, kdy se pojištěné škody vyšplhaly přes 1,5 mld. Kč (ČAP, 2010).


Mohlo by vás zajímat: NOVIS reaguje: Chceme pokračovat v růstu, cílem je digitalizace a nové trhy


Tvorba krup a jejich předpověď

V teplém půlroku dochází kvůli oteplení zemského povrchu k výstupnímu (konvektivnímu) pohybu vzduchu. Za vhodných meteorologických podmínek dochází ke vzniku bouřek. Jsou-li výstupní pohyby patřičně intenzivní a má-li atmosféra dostatek vlhkosti a vhodné proudění, v bouřkové oblačnosti se tvoří kroupy natolik velké, že dosáhnou povrchu země (tj. neroztají během sestupného pohybu). Ty pak v závislosti na své velikosti mohou v místě dopadu způsobovat rozsáhlé škody.

Na rozdíl od jiných přírodních rizik, jakými jsou např. povodně nebo hluboké tlakové níže v zimním půlroce (winterstorm), krupobití zasahuje výrazně menší oblast. Kroupová linie je obvykle dlouhá několik desítek (mimořádně i přes sto) kilometrů a široká několik kilometrů (vytváří oblast elipsovitého tvaru). V ní se pak vyskytují kroupy různých velikostí, přičemž v meteorologické praxi se zaznamenává největší nalezená kroupa a dle její velikosti v centimetrech se událost klasifikuje. Přesné rozdělení velikosti krup a jejich rozmístění v elipse není v meteorologii dostatečně známo. Při tvoření meteorologické předpovědi se meteorologové opírají o velkoprostorové parametry a výstupy z předpovědních modelů. Bohužel ani v dnešní době není tvorba bouřek dostatečně prozkoumána, a není proto možné předpovědět přesnou polohu vzniku a postupu bouřky. Meteorologové předpovídají jenom oblasti (v ČR typicky kraje), ve kterých je v důsledku náležitých meteorologických podmínek vysoká pravděpodobnost výskytu bouřkové činnosti.Krupobití 1

Katastrofický model vyvinutý týmem Impact Forecasting (součást firmy Aon) pro odhad škod způsobených krupobitím používá stejné parametry, jaké se používají k tvorbě předpovědí v meteorologii. Komponenta hazardu, tedy synteticky nasimulované události, se zakládá na 36 letech kontinuálních historických analýz ovzduší (ERA- -Interim) nejen v blízkosti povrchu, nýbrž i v celé výšce atmosféry (resp. její troposférické části).

Na rozdíl od modelů používajících družicemi detekované „přestřelující“ vrcholky oblačnosti typu cumulonimbus (přerůstání vrcholku oblačnosti do tropopauzy, angl. overshooting top) popisuje tato analýza atmosféru ve třech dimenzích a má delší historickou řadu než data ze satelitů. Stability výsledků modelu se dosahuje mnohonásobným vzorkováním (předpovídáním vzniku) kroupové elipsy. Její parametry se pak simulují použitím odvozených statistických distribucí o šířce a délce elipsy. Orientace elipsy v prostoru je pak dána převládajícím směrem větru v oblasti. Kompletní katalog stochastických událostí obsahuje 50 000 let pro celou Evropu, s více než 240 000 událostmi v ČR.


Mohlo by vás zajímat: Barometr nálady šéfů finančních institucí klesá


Zranitelnostní křivky jsou konstruovány kombinací dvou přístupů. Jako první je použit inženýrský přístup. Ten pomocí fyzikálních rovnic popisuje škody vzniklé na zasažených objektech (budovy, auta). Obsahuje také odhad částky nutné k opravě škody, pomocí které kvantifikuje škodní poměr. Následně, za využití reálných historických škodních dat, jsou takto odvozené křivky upřesněny, aby odpovídaly pozorované pojistné škodě. Díky spolupráci s pojišťovnami působícími na českém trhu model vychází z více než 95 000 detailních škodních dat. Výsledné zranitelností křivky jsou tedy uzpůsobeny přímo pro ČR.

Inženýrský přístup umožňuje lépe popsat specifické zranitelnostní křivky, které nejsou vždy obsaženy v záznamech pozorovaných škod, a není proto možné vyjádřit je na základě odvozených škodních poměrů. V případě krupobití jsou některé parametry důležitější pro přesnější odhad škody, např. u sklonu střechy platí, že čím je úhel dopadu kroupy kolmější, tím existuje větší pravděpodobnost poškození střechy. Dalším důležitým faktorem je samotná velikost budovy, neboť větší budova má jiný relativní poměr ceny k možnému poškození. Dobrým příkladem jsou jedno- a dvoupatrové domy. Jejich cena je rozdílná, přesto plocha střechy jakožto poškoditelná část je stejná.


Mohlo by vás zajímat: Allianz Barometr rizik 2020: Největším rizikem jsou kybernetické hrozby


Nárůst počtu solárních panelů na střechách budov také zásadně ovlivňuje výši škody. Z fyzikálního hlediska je solární panel konstruován tak, aby vydržel i náraz velkých krup, ovšem z analýzy našeho inženýrského modelu pro pojistnou praxi vyplývají jiné závěry. Panel je konstruován jako relativně odolný, nicméně po jeho poškození není možná jeho oprava a je nutné celý panel vyměnit. Cena výměny solárního panelu několikanásobně převyšuje cenu opravy střechy o stejné ploše, proto příslušná zranitelnostní křivka vrací vyšší relativní škodu. Přítomnost solárního panelu na střeše je dána jako volitelný vstupní parametr modelu.

Pro motorová vozidla platí jiná situace. Poškozená vozidla se primárně opravují metodou PDR (paintless dent repair – oprava bez lakování), a proto má na zranitelnostní křivku zásadní vliv právě cena práce.

Krupobití 2


Mohlo by vás zajímat: Kolik je v Česku dětí se zdravotním postižením?


Agregace jednotlivých událostí

V běžné zajistné praxi se pro agregaci škod v rámci jedné události používá tzv. „hours clause“ (hodinová doložka). Ta je v případě atmosférických jevů (vítr, kroupy) definována jako 72 hodin. Dnes už ale není striktně dodržována a je možné ji v rámci zajistné smlouvy prodloužit (nebo také zkrátit) pro dosažení příznivějších podmínek zajistné smlouvy, a právě proto model musí být schopen zohlednit tyto změny v zajistných podmínkách.

Model Impact Forecasting dovoluje zvolit úroveň agregace škod v libovolném rozsahu v denním kroku, počínaje agregací na jeden den. Otevírá tak možnost náhledu na vliv délky agregace na křivku opakování maximální škody (probable maximum loss, PML).

Klimatické změny a jejich vliv na modelování krupobití

Klimatické změny jsou stále častěji se opakujícím tématem i v oblasti pojištění a zajištění. Pojišťovnický sektor se pokouší závěry vědců stran těchto změn zohlednit při tvorbě cen programů. Katastrofické modely nemohou obecně klimatické změny obsahovat. Standardně předpovídají různé variace roku následujícího, nikoli situaci za 50 nebo 100 let. Přesto je možné předpovědní model upravit a analyzovat dopady klimatické změny za účelem dlouhodobé strategie.

Analytické oddělení Aon se zabývá studiem nejnovějších vědeckých publikací a zde vyvinuté katastrofické modely jsou schopny tyto odborné studie zohlednit a upravit stávající model. Pro krupobití byly použity závěry studie zabývající se změnou frekvence výskytu bouří v Evropě (Rädler, 2019). Studie předpokládá zvýšení četnosti krupobití o 20–45 %, v závislosti na klimatickém scénáři v období 2071–2100. Dopad těchto závěrů byl implementován do modelu popsaného výše.

Krupobití 3

Jak je vidět v grafu 1, pro scénář rcp 4,5 (stabilizační scénář předpokládající stabilizaci koncentrace CO2 na nižší úrovni před rokem 2100 díky využití nových technologií) zvýšení četnosti výskytu krupobití o 20 % způsobí nárůst škod o 9 % pro dobu opakování jednou za 200 let. Po zohlednění nejistot aplikovaných metodik a modelu jako celku je možné hodnotit nárůst pro rcp 4,5 jako zanedbatelný. Vyšší nárůst ukazuje klimatický scénář rcp 8,5 (nejhorší možný scénář – emise CO2 – poroste beze změny). Ten je ale všeobecně chápán jako scénář katastrofický, a tedy mimořádně extrémní.   


Mohlo by vás zajímat: Co očekává klient při sjednávání pojištění v 21. století?


Závěrem

Kroupy představují v ČR relativně častý jev. Při jeho výskytu v hustě obydlených oblastech lze očekávat značné škody na budovách a na motorových vozidlech. Uvedený model – pro odhad katastrofických škod způsobených konvektivní činností –, jehož součástí je i simulace efektu krupobití, umožňuje lépe porozumět škodám způsobeným kroupami a především kvantifikaci těchto škod. Statisíce možných scénářů pro krupobití jsou simulovány za využití historické 3D analýzy atmosféry; zranitelnostní křivky jsou vytvořeny unikátní kombinací inženýrského přístupu a reálných škodních dat. Celý model je implementován na softwarové platformě ELEMENTS. Modelované výstupy lze využít nejen pro vstup do solventnostního kapitálového modelu (solvency capital requirement, SCR) v rámci regulatorního konceptu Solventnosti II, ale také pro optimalizaci upisování rizik nebo k testování různých nastavení spoluúčastí či limitů pojistných smluv.

Použité zdroje

(ČAP, 2010) ČAP (2010): Likvidace pojistných událostí způsobených živly – víkendové krupobití, 6. září 2010. (ESWD) European Severe Weather Database provided by European Severe Storms Laboratory e. V., http://www.eswd.eu.

(ERA-Interim) ERA-Interim, European Centre for Medium- -Range Weather Forecasts, https://www.ecmwf.int. (Rädler, 2019) Rädler, A. (2019): Frequency of severe thunderstorms across Europe expected to increase in the 21st century due to rising instability, Climate and Atmospheric Science (2019)2:30.


Pojistný obzor je k přečtení ZDE


Lukáš Braun
Aon 

Sledujte nás

Facebook Twitter LinkedIn

Komentáře

Přidat komentář

Nejsou žádné komentáře.

RSS

Související články