Natural disasters are violent and unusual natural events that cause devastating damage. While disasters of natural origin (such as earthquakes and volcanic eruptions) are relatively insignificant in Germany [1], extreme weather events caused by climate change are occurring increasingly often, and in some cases with catastrophic effects [2; 3]. These particularly include periods of heat and drought, storms, and heavy and/or continuous rainfall, which in winter may take the form of snow. The possible consequences of these extreme weather events include high water levels and flooding, tidal surges, landslides, rockfalls, avalanches and wildfires. Extreme weather events in Germany cause average annual insured losses of 3.4 billion euros [4]. Europe is the continent with the fastest rate of warming. The temperature rise in Europe over the last 40 years has been around twice the global average [5]. The World Economic Forum forecasts that the consequences of extreme weather events and rising sea levels will cause 14.5 million deaths worldwide by 2050, and additional costs to healthcare systems of 1.1 trillion US dollars [6].
Since the first decades of weather records (1881-1910), climate change has already led to an increase of around 2 °C in the annual average air temperature in Germany [7]. The pace of the temperature rise has increased significantly [8], and the last two decades have seen a series of record years for heat: nine of the ten warmest years were recorded since 2000 [9]. In 2022, 4,500 people died in Germany as a result of high ambient temperatures; in 2018, which saw a particularly hot summer, the figure was 8,700 [10]. The north-east of the country and the Rhine-Main region, in particular, also suffer longer dry periods/droughts [2; 11]. This increases the likelihood of wildfires [12]. A recent report by the European Environment Agency states that heat is the greatest and most urgent climate risk to human health. Europe is warming particularly rapidly compared to the rest of the world, and climate risks are far outpacing society’s measures to safeguard against them [13].
Since the atmosphere can absorb around 7% more moisture with every 1 °C increase in temperature, global warming leads to higher precipitation levels [14]: since records began, precipitation in Germany has increased only slightly overall, but with major variation [15]. No clear trend for heavy rainfall events is evident as yet for Germany from 2009 onwards from the data of "Deutscher Wetterdienst" (DWD; German Weather Service) [16]. However, convective precipitation makes heavy rainfall events more likely in our temperate latitudes [14; 17].
Decarbonization measures aim to limit global warming by reducing the use of fossil fuels as far as possible and preventing further carbon dioxide (CO2) from being released into the atmosphere. Germany aims to attain net zero in greenhouse gas emissions by 2045 [18].
In its climate adaptation strategy, Germany plans to adopt over 180 climate adaptation measures to reduce climate risks, particularly in the areas of construction, energy and transport. Among these measures are the upgrading of dykes, rewilding of ecosystems and de-sealing of surfaces [19]. They can help to reduce the impact of extreme weather events in Germany [20]. Local early warning systems can warn the population and particularly affected sectors of the economy of imminent heatwaves and flooding, for example, thereby helping them to prepare for extreme weather events in time [21].
It is currently unclear what changes will occur in the jet stream in the future, and what impact they will have on weather patterns. In the 2010s, scientists suspected that the decreasing temperature gradient between the Arctic and the equator would slow the jet stream down [22], thereby favouring blocking action, which in turn would give rise to droughts and floods [14; 17; 23]. By contrast, more recent theories, which are also subscribed to by the Intergovernmental Panel on Change in its latest report [24], assume that the jet stream will accelerate [22].
Attenuation of the Gulf Stream could also result in a shift in storm tracks, and temperature changes [25; 26].
Climate changes affect the entire population. Sectors particularly affected by natural disasters and extreme weather events are: fire, ambulance and other emergency services; healthcare; hospitals and clinics; out-patient and in-patient care facilities; construction, including carpentry and roofing; forestry and agriculture; the power generation and distribution industry; fisheries; logistics; transport and infrastructure; water and wastewater management; ports/hydraulic engineering.
Mortality rates during extreme heat tend to be higher in the south of Germany [27] and in the centres of large cities [28]. Unless further measures are taken, significantly higher heat stress in cities and tropical nights occurring three times as often as elsewhere [29] could encourage urban flight (migration to more rural areas) in the long term.
Economic stability is crucial for safe and healthy work [30]. Heat has the effect of slowing down the pace of work, in turn affecting employees’ productivity [31]. Should the economy stagnate or shrink, investment in workplace safety and health may suffer.
Heat stress in particular is associated with sick leave [32] and more traffic accidents [33; 34] and occupational accidents [35], and is linked to increased aggression [33; 36; 37].
Excessive temperatures can cause heat exhaustion, heat stroke and even death. Across Germany, the increase in heat-related deaths in the population as a whole from 2006 to 2019 was almost 50% higher than in the reference period from 2000 to 2005 [38]. In the period from 2013 to 2022, 18 fatal workplace accidents in which heatstroke was a factor occurred in Germany. A trend is not yet discernible here [39]. In addition, recent research suggests that the heat tolerance of the human body, measured as the wet-bulb temperature, is significantly lower than previously assumed [40].
In the world of work, employees required to work outdoors in the heat, in heavy work clothing [41] and/or in non-air-conditioned driver’s cabs of construction machinery and vehicles [42] are particularly at risk. Heavy physical work at typical hot workplaces (such as at blast furnaces in the steel industry, in forges and foundries) presents even greater stress when accompanied by high relative humidity and solar radiation [43; 44]. Older workers are particularly at risk from heat, as their bodies’ limited capacity to regulate the water balance in combination with their reduced sense of thirst can lead to dehydration in hot weather [27; 45]. Robots will be able to assist with heavy work in the future [46].
Children are particularly sensitive to heat because they are less able to regulate their body temperature than adults [47] and pay less attention to regular fluid intake [48]. People with poor general health (sufferers of cardiovascular and mental illnesses [49] and diabetes [50]) and people who take medication that, for example, dehydrates the body or reduces its ability to perspire [51; 52] are also at risk from heat. In addition, the resulting increased care effort places the carers among the particularly vulnerable groups of people [10]. Women (especially pregnant women) are believed to be less able to compensate for heat than men [10; 53].
Heat exposure is already associated with a significant increase in out-patient doctor’s consultations [54] and - particularly among older people - with an increase in hospital visits [55; 56]. Heat stress is increasingly likely to lead to overload of the healthcare system as climate change progresses [57]. In the future, heat stress will be one of the most significant occupational safety and health risks [58]. Even young, healthy employees suffer from rising heat stress in combination with elevated relative humidity. However, besides placing people under physical stress and affecting existing illnesses, heat can also impact negatively on people’s well-being. This can be mitigated by ventilation and air conditioning systems, together with numerous other measures. Such systems are themselves energy-intensive, however, and if not properly maintained, pose a risk of exposing people to more germs, fungi or other harmful substances, which find ideal breeding grounds in the systems and are able to spread easily [59].
Wherever heat or other severe weather events lead to production losses or short-time working, long-term concerns of job security may place further stress on employees. For example, low water levels on shipping routes in 2018, 2019 and 2022 placed limitations on production in refineries and chemical plants [60].
Where damage or disaster situations caused by extreme weather events arise in Germany, the fire brigades, ambulance services (including voluntary services), law enforcement services and, in particularly serious cases, emergency services from the Federal Office for Civil Protection and Disaster Assistance, the federal police and the federal armed forces are called in to provide support [61]. Their deployments often involve heavy physical work, not least owing to the heavy protective equipment worn [41]. During heavy rainfall, water/wastewater management employees are at risk in overflowing sewers [46], and in extreme cases may have to be rescued with great physical effort. Operations also give rise to mental stress. In these scenarios, deployments involving fatalities, injuries and/or assaults may cause post-traumatic stress disorder [62] and/or depression [63]. Stress arising during deployment may be caused by extreme thermal exposure (e.g. heat), rough terrain, risks of building collapse, or the effects of electric current, darkness or impaired visibility. If sewage contaminated with faeces is pumped off in flooded areas, an elevated risk of hepatitis A infection may arise [64]. The challenges for emergency services are evident not least from the rising number of accidents [65].
Particular attention should be paid to volunteers, who must not only be provided with personal protective equipment, but also advised of safety measures and potential risks [66].
Exceeding of statutory working hours, unreliable duty rosters, shift work and unsatisfactory observance of statutory breaks also place stress on employees in the emergency services [67]. The likelihood of personnel becoming unfit for work before reaching the statutory retirement age further exacerbates the rising shortage of skilled and other personnel in this sector. This in turn intensifies the workload for the remaining employees and thus increases the likelihood of their suffering work-related physical and mental stress.
New technologies have the potential to relieve employees of the adverse effects of heat and extreme weather events. Robots can make work more pleasant, particularly during hot weather [46]. Drones are becoming increasingly important in the handling of disasters; in particular, they can provide support in reconnaissance of situations, and create situational overviews [68].
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[11] Klimawandel macht Menschen krank. Hrsg.: ARD-aktuell, Hamburg 2023
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[63] May, T.; Arnold, C.; Klas, T.; Möckel, C.; Maaß, L.; Hofmann, T.; Möckel, L.: Arbeitsunfähigkeit bei präklinischen Rettungskräften in Deutschland. Hrsg.: Springer Medizin Verlag, Heidelberg 2023 https://www.springermedizin.de/arbeitsunfaehigkeit-bei-praeklinischen-rettungskraeften-in-deuts/24600888?searchResult=2.Rettungskr%C3%A4fte&searchBackButton=true&fulltextView=true (abgerufen am 29.01.2024)
[64] Infektionsgefahren im Feuerwehrdienst durch Hepatitis A und B. Hrsg.: Feuerwehr-Unfallkasse Mitte, Hanseatische Feuerwehr-Unfallkasse Nord und Feuerwehr-Unfallkasse Brandenburg, Magdeburg, Schwerin, Frankfurt (Oder) 2020 https://www.hfuknord.de/hfuk-wAssets/docs/service-und-downloads/download-praevention/stichpunkt-sicherheit/StiSi-FitnessGesundheit-Hepatitis-A-und-B.pdf (non-accessible) (abgerufen am 08.04.2024)
[65] Unfallstatistik der HFUK Nord 2022: Nach Corona mehr Dienste und mehr Unfälle. Hrsg.: Hanseatische Feuerwehr-Unfallkasse Nord (HFUK Nord), Schwerin 2023 https://www.hfuknord.de/hfuk/aktuelles/meldungen/2023/unfallstatistik-2022.php (abgerufen am 30.11.2023)
[66] Sicherheit und Gesundheitsschutz für freiwillige Helferinnen und Helfer. Hrsg.: Unfallkasse Hessen, Frankfurt am Main 2022 https://www.ukh.de/fileadmin/Medien/Bereiche/Ehrenamt/Merkbl%C3%A4tter/Merkblatt_zu_Sicherheit_und_Gesundheitsschutz_von_Freiwilligen_beim_Engagement_fu%CC%88r_Geflu%CC%88chtete.pdf (abgerufen am 17.01.2024)
[67] Hensiek, J.: Rettungsdienste: Viele Beschäftigte am Ende ihrer Kräfte. Hrsg.: haufe.de/arbeitsschutz, Freiburg 2023 https://www.haufe.de/arbeitsschutz/recht-politik/rettungsdienste-viele-beschaeftigte-am-ende-ihrer-kraefte_92_592434.html (abgerufen am 05.12.2023)
[68] Drohnen im Bevölkerungsschutz. Hrsg.: Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BKK), Bonn 2023
https://www.bbk.bund.de/DE/Themen/Krisenmanagement/Lagebild/Drohnen/drohnen_node.html (abgerufen am 30.01.2024)