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GCRI · Systemisches Risikomanagement

Kaskaden und Interdependenz

systemischer Risiken arises when Systeme depend on one another, so that a failure in one travels into others: a power outage stops water pumping, a port closure stalls manufacturing, a Cybervorfall halts payments. Cascades can amplify a modest shock into a large loss, or be absorbed by buffers and substitutes. This page sets out how cascades develop and propagate, how dependencies are mapped, and what the evidence serves for those responsible for connected systems.

01Registrieren

Cascades and interdependence on the record.

02Die Frage

Cascades and interdependence: how the risk develops.

Network, common-cause and correlated failures. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.

Mechanismus

Failure propagates through dependency

When one system supplies another with power, data, materials or services, its failure removes an input the second system needs. Each link adds a path, and paths combine into chains that cross sectors and borders.

Mechanismus

Buffers set the timing

Stocks, backup generation, redundant routes and spare staff delay the effect of a lost input. The cascade arrives when the first buffer runs out, which can be hours or months after the trigger.

Mechanismus

Concentration creates single points

Where many Systeme rely on the same supplier, hub, cloud region or chokepoint, one failure reaches all of them at once. Concentration often grows unseen because each dependent made a reasonable choice alone.

Mechanismus

Feedback amplifies the loss

Losses can feed back: an outage reduces revenue, which cuts maintenance, which raises the chance of the next outage. Reinforcing loops turn a contained event into a longer and wider one.

03Geografie

Gefahren und Exposition in Asien.

Population density, flood water and night lights over Asia, from NASA GIBS. Each layer carries its own date.

Die interaktive Karte benötigt JavaScript; die Ebenenliste und die Quellen finden Sie unten.

Ebenen 3

Gefahren und Exposition für diese Seite

Über diese Ebene
Evidenz
Geschätzt
Quelle
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University))
Anbieter
NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University)
Lizenz
CC BY 4.0
Jahrgang
null; Zensusbasierte Schätzung, statisch (2020)
Auflösung
Raster von etwa 1 km
Unsicherheit
Auf Volkszählungen beruhende Schätzung der Einwohner je Quadratkilometer im Jahr 2020, dargestellt als Expositionskontext; keine Zählung der von einer Gefahr betroffenen Menschen.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet (Wolken hinterlassen Lücken)
Quelle
VIIRS Global Flood Product (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
täglich; Satellitenerkennung; Wolken hinterlassen Lücken
Neueste beim Build
2026-10-14
Auflösung
Raster von etwa 250 m
Unsicherheit
Satellitenerkennung; Wolken hinterlassen Lücken. Satelliten- oder Modellraster, wie der Anbieter es veröffentlicht. Wolken, Streifenlücken und Ableitungsfehler hinterlassen Lücken und Rauschen; die Werte sind Indikatoren, keine Messungen an einem Ort.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet
Quelle
VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
Anbieter
NASA LAADS DAAC
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
täglich; Satellitenstrahldichte, korrigiert um Mondlicht und Atmosphäre
Neueste beim Build
2026-10-12
Auflösung
Raster von etwa 500 m
Unsicherheit
Nächtliche Strahldichte aus Satellitendaten für das angezeigte Datum; Lichter sind ein Näherungswert für Stromverbrauch und Ausfälle, keine Messung von Versorgung oder Zugang.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet
Quelle
VIIRS NOAA-20, korrigierte Reflexion (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
täglich; Satellitenbild
Neueste beim Build
2026-10-14
Auflösung
Raster von etwa 250 m
Unsicherheit
Satellitenbild. Satelliten- oder Modellraster, wie der Anbieter es veröffentlicht. Wolken, Streifenlücken und Ableitungsfehler hinterlassen Lücken und Rauschen; die Werte sind Indikatoren, keine Messungen an einem Ort.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet (Wolken und der Überflugzeitpunkt hinterlassen Lücken)
Quelle
VIIRS NOAA-20 375 m (FIRMS) (NASA LANCE FIRMS)
Anbieter
NASA LANCE FIRMS
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
täglich; Satellitenerkennung; Wolken und der Überflugzeitpunkt hinterlassen Lücken
Neueste beim Build
2026-10-13
Auflösung
Raster von etwa 500 m
Unsicherheit
Satellitenerkennungen von Hotspots für den angezeigten Tag, einschließlich Gasfackeln und industrieller Wärme; kein bestätigter Brand, kein Vorfallbericht und keine Warnung.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet (anhaltende Bewölkung hinterlässt weiterhin Lücken)
Quelle
VIIRS NOAA-20 Stufe 3, 8 Tage (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
8 Tage; Satelliten-Komposit über 8 Tage; anhaltende Bewölkung hinterlässt weiterhin Lücken
Neueste beim Build
2026-09-14
Auflösung
Raster von etwa 1 km
Unsicherheit
Hauttemperatur des Bodens aus Satellitendaten über die 8 Tage bis zum angezeigten Datum, ein Indikator für Hitzeexposition; keine Lufttemperatur, kein Hitzeindex und keine Hitzewarnung.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben

Zuletzt verfügbar

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL) · Natural Earth

Die neuesten NASA-Bilder werden geladen.

Zum Verschieben ziehen. Zum Zoomen Strg oder ⌘ gedrückt halten und scrollen, die Zwei-Finger-Geste oder die Schaltflächen verwenden; für die Werte unter dem Zeiger darüberfahren; Zurücksetzen kehrt zur Region zurück.

Gefahren und Exposition, gerahmt auf Asien.Satelliten- und Modellprodukte, wie die NASA sie veröffentlicht, jeweils mit eigenem Datum. Sie sind Indikatoren, keine Bewertungen eines Ortes.

Daten: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap-Mitwirkende · Natural Earth · NASA EONET · U.S. Geological Survey · NASA JPL OPERA DIST-ALERTQuellen und Lizenzen

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Offene Daten der NASA
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Offene Daten der NASA
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Lizenziert unter CC BY 4.0. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • VIIRS-Produkte nahezu in Echtzeit (Hochwasser, Landoberflächentemperatur, Schneebedeckung, korrigierte Reflektanz), NASA LANCE; Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • Nächtliche Lichter VIIRS Black Marble, NASA Goddard Space Flight Center; bereitgestellt vom NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC); Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • Fire Information for Resource Management System (FIRMS) der NASA, VIIRS-375-m-Produkt aktiver Brände, NASA LANCE; Vektorkacheln über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • ASTER GDEM ist ein Produkt von METI und NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Zitieren als: NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Offene Daten der NASA
  • Erstellt mit Natural Earth. Freie Vektor- und Rasterkartendaten @ naturalearthdata.com. Gemeinfrei
  • © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL), über NASA GIBS (Küstenlinien, Grenzen, Straßen und Ortsnamen). Farben aus der veröffentlichten Farbtabelle neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory; Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • Kontext auf Globus und flacher Karte: Küstenlinien, Grenzen, Straßen und Ortsnamen aus den Referenzebenen von NASA GIBS (OpenStreetMap-Daten, ODbL, © OpenStreetMap contributors); Blue-Marble-Bilddaten als optionale Basis; 3D-Gelände und Höhenanzeige aus dem Höhenfarbindex des ASTER GDEM (Klassen von 5 m bis 200 m, zur besseren Lesbarkeit überhöht). Grenzen werden wie veröffentlicht dargestellt und beziehen keine Position zu einem Gebiet.
  • Live-Ereignisse: NASA Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET). Die Ereignisse sind indikativ und behalten ihre ursprünglichen Quellenlinks.
  • Live: Die NASA-EONET-Ereignisse sind Anhaltspunkte, keine behördlichen Warnungen.
  • Live: Ereignisse des U.S. Geological Survey sind Hinweise, keine behördlichen Warnungen.
  • Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Abflussvorhersage für Flüsse, 30 Tage mit Spannweite (GloFAS über Open-Meteo): Enthält modifizierte Informationen des Copernicus Emergency Management Service 2026; keine Hochwasserwarnung.
  • Wetterdaten von Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • Optionale Ebenen (11 Quellen in der Ebenenliste: live, Vorhersage, beobachtet und Kontext) zeigen ihren Anbieternachweis auf der Karte und hier, wenn sie eingeschaltet sind; Vorhersagen sind Modellausgaben, abgeleitete Indizes sind Schätzungen.

Ebenen und Daten

  • Bevölkerungsdichte, 2020: Bevölkerung: CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · statisch
  • Hochwasser, 3-Tage-Komposit: VIIRS Global Flood Product, NASA LANCE · 14. Okt. 2026
  • Nachtlichter, täglich: VIIRS Black Marble (VNP46A2), NASA LAADS DAAC · 12. Okt. 2026
  • Echtfarbe: VIIRS NOAA-20 korrigierte Reflektanz, NASA LANCE · 13. Okt. 2026
  • Aktive Brände und thermische Anomalien: VIIRS NOAA-20 375 m (FIRMS), NASA LANCE FIRMS · 13. Okt. 2026
  • Landoberflächentemperatur, Tag, 8-Tage-Komposit: VIIRS NOAA-20 Level 3, 8 Tage, NASA LANCE · 14. Sept. 2026

04Domänenübergreifend

The cascades this topic studies run through the five domains.

05Zwillings- und Kaskadensimulator

Model cascades and interdependence as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile Globales und systemisches Risiko: the hazards it names, the Systeme and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full System-Builder.

Gefahren

  • Dammbruch
  • Finanzielle Ansteckung
  • Flusshochwasser (nachgelagert ausgelöst)
  • Flash flood (set off downstream)
  • Massenvertreibung (stromabwärts ausgelöst)
  • Großflächiger Stromausfall (stromabwärts ausgelöst)
  • Wasserversorgungsengpass (nachgelagert ausgelöst)
  • Sovereign debt crisis (set off downstream)
  • Currency crisis (set off downstream)

Steuerung

  • NS-0 Verfassung und Grundsätze
  • NS-3 UNIs für Risikodatensätze (Grammatik, Altbestands-Crosswalk, Zuteilungsstelle)
  • NS-9 Kontextuelle UNIs (Bereitstellungen, Instanzen, Programminstanzen)
  • NS-10 Richtlinien und Klauseln (maschinenlesbare Verpflichtungen: Definition, Bindung, Evaluierung und Durchsetzung)
  • NS-11 Verifikation und Überwachung (Evidenz, Bescheinigungen, Beobachtung der Zero-Trust-Konformität)
  • NS-14 Konformität und Abgleich mit externen Standards
  • NRS-H120 Gefahrenfamilie: strukturelle Fragilität vernetzter Systeme (NHS-1 sys.fragility)
  • NRS-C6 Systemische und Kaskadenrisiken
  • NRS-H61 Gefahrenfamilie: kaskadierender Ausfall (NHS-1 sys.cascade)
  • NRS-H62 Gefahrenfamilie: Verbund- und Mehrfachgefahrenereignisse (NHS-1 sys.compound)
  • NRS-H94 Gefahrenfamilie: systemische Cyberereignisse (NHS-1 cyber.systemic-cyber)
  • NRS-H60 Gefahrenfamilie: Störung von Lieferketten und Flüssen (NHS-1 sys.supply-chain)

Beobachtung

  • INFORM Risk Index (zur Referenz aufgeführt)
  • World Bank Open Data and World Development Indicators API (listed for reference)
  • IWF-Datendienste (WEO, IFS, FSI über SDMX) (zur Referenz aufgeführt)
  • Direkte wirtschaftliche Schäden infolge von Katastrophen im Verhältnis zum globalen BIP
  • Makroökonomisches Dashboard

Beispielgeografie

  • Bangladesch: 134 Sechseckzellen
  • Nachtlichter heute Nacht, Ausfälle (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
  • Oberflächenwasser durch Wolken, 30 m (Radar OPERA DSWx-S1), NASA GIBS
  • Niederschlagsrate, letzte halbe Stunde (IMERG), NASA GIBS
  • Bodenfeuchte an der Oberfläche (SMAP), NASA GIBS
06Indikatoren

Was gemessen wird und wie gut.

Jeder Indikator trägt seine Einheit, seinen Rhythmus, die Art der zugrunde liegenden Quelle und die Evidenzkennzeichnung, die ein Wert tragen würde. Es werden keine Werte gezeigt: Ein Programm liefert sie unter seiner eigenen Autorität.

IndikatorEinheitTaktQuellentypKennzeichnung
Mapped critical dependenciescount of supplier and service dependencies recordedjährlichDependency inventoriesDEKLARIERT
Single points of failurecount of dependencies without a substitutejährlichDependency analysisGESCHÄTZT
Buffer endurancehours or days of operation after loss of an inputper assetContinuity plans and asset recordsDEKLARIERT
AnbieterkonzentrationHerfindahl-Hirschman index of spend or volumejährlichProcurement recordsBEOBACHTET
Cascade depth in scenariosnumber of Systeme affected downstreamper scenarioInterdependency modelsMODELLIERT
Restoration sequence timehours to restore dependent servicesje EreignisIncident and restoration recordsBEOBACHTET
07Methoden und Evidenz

How cascades and interdependence is modelled, measured and tested.

Das Modell, seine Annahmen, seine Daten und seine Unsicherheit in der Form, in der eine Wissenschaftlerin oder ein Ingenieur sie prüfen würde. Die Strukturen folgen veröffentlichten Methoden. Die dargestellten Werte sind illustrativ, keine Befunde.

Systemmodell

The couplings between the systems in cascades and interdependence: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.

++−+RisikomanagementMethodenGemeinschaftenWirtschaftR verstärkendB ausgleichend
Causal loop diagram from the page’s systems; signs show the direction of influence. Illustrative structure for a system dynamics or network model, not estimated couplings.
FAIR-Leitprinzipien · GO FAIR und FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumHinweise zur einheitlichen Behandlung von Unsicherheiten · IPCCCEOS Analysis Ready Data · Committee on Earth Observation Satellites
08Quellen

Woher die Evidenz stammt.

Benannte öffentliche Datensätze und institutionelle Aufzeichnungen, jeweils mit ihrer Lizenzklasse. Quellen auf Vereinbarungsbasis werden nur zu ihren Bedingungen genutzt und niemals weiterveröffentlicht.

QuelleWas es liefertLizenzklasse
Incident reports from infrastructure operators and regulatorsDocumented failures with their causes and downstream effectsÖffentliche Aufzeichnungen, Bedingungen je Herausgeber
UNDRR Global Assessment ReportAnalysis of systemic and Kaskadenrisiken across sectors and scalesÖffentlich, Nutzungsbedingungen der UN
OECD national supply and use tables and Inter-Country Input-Output tablesEconomic dependencies between industries and countriesOpen, OECD terms of use
Grid and network operator outage databasesRecords of outages, duration and customers affectedPublic summaries; full data by agreement (to check)
Academic interdependency case librariesReconstructed cascades from past events, with methods describedLicence per publication
09Entscheidungen

Wer entscheidet und wozu die Evidenz dient.

systemischer Risiken Management prepares evidence. The decisions below are taken by the authorities named, under their own rules, and never by the platform.

Wer entscheidetDie FrageEvidenz, der diese Seite dient
Infrastructure operatorsWhich upstream dependencies need backup, diversification or contractual protectionDependency maps; single points of failure; buffer endurance
Emergency management agenciesWhich services must be restored first after a widespread outageRestoration sequences; cascade scenarios with timing
Sector regulators and competition authoritiesWhether concentration in a shared provider needs oversightConcentration analysis with its data gaps stated
Treasury and planning ministriesWhere public investment in redundancy reduces the most shared exposureCascade depth in scenarios; restoration evidence

Ergebnisse, die dieses Thema hervorbringt

  • Dependency maps across energy, water, communications, transport and finance
  • Cascade scenarios with buffers and timing stated
  • Concentration analysis of shared suppliers, hubs and providers
  • Restoration sequencing notes for interdependent services
10Kernfragen

What cascade analysts ask.

  • Which components, if they failed, would cause the widest loss across the system?
  • Which apparently independent risks are in fact correlated through a common cause?
  • Where are the feedback loops that could amplify a shock rather than damp it?
  • How close is the system to a threshold beyond which recovery becomes much harder?
11Mechanismen

How cascades work.

In a network, each node carries load or provides service to others. When a node fails, its load shifts to neighbours. If they are close to capacity, they fail too, and the cascade continues until the remaining system can carry the load or the network fragments. Highly connected hubs make networks robust to random failures but vulnerable to targeted or hub failures.

Common-cause failure defeats redundancy. Two backup Systeme that share a power supply, a software version, a supplier or a location may fail together. Correlation often rises under stress: assets, markets and infrastructures that move independently in normal times move together in a crisis. Feedback loops, such as forced selling or panic buying, can turn a moderate shock into a severe one.

12Methoden und Grenzen

How cascades are analysed.

  1. 01

    Network models

    Netzwerkwissenschaft und Ansteckung models simulate how failures spread across a mapped network. They depend on knowing the network, which is often partial.

  2. 02

    Fault and causal networks

    Fault trees and Bayesian networks represent how combinations of failures lead to outcomes. They capture common causes when those causes are known.

  3. 03

    Dependence modelling

    Statistical models of joint extremes, from Wahrscheinlichkeit und Statistik, capture tail dependence. Data on joint extremes is scarce by nature.

  4. 04

    Agent-based models

    Simulate behaviour of many interacting actors. They are useful for insight but hard to validate.

13Methoden

Wie es untersucht wird und was die Methoden nicht sagen können.

14Where this page’s references

Where this page’s references lead.

Die Gremien und Dokumente, vor deren Hintergrund diese Seite gelesen wird. Status und Ausgaben ändern sich; jeder Link führt zur herausgebenden Stelle.

16Fragen

Fragen und Antworten.

What is a cascading failure?
A failure in one part of a system, or in one system, that causes failures in other parts or other systems that depend on it, sometimes repeatedly and across sectors.
What is the difference between systemic and cascading risk?
Cascading risk describes the chain of effects from one failure. Systemic risk is broader: it arises from the structure of a whole system, including its dependencies, concentration and feedbacks, and can threaten the functioning of the system itself.
Can cascades be predicted?
Their paths can be explored with dependency maps and scenarios, which shows where they are likely to travel. The timing and size of a specific cascade remain uncertain.
Is redundancy enough to prevent cascades?
Not if redundant components share a cause of failure. Diversity and separation matter as much as duplication.
Why do correlations rise in a crisis?
Because common drivers, such as liquidity needs, shared hazards or panic, dominate under stress and push many components in the same direction.
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Berichte is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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Systemisches Risikomanagement

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Information und Anfragen sind heute offen. Eine Anfrage erhält ein Aktenzeichen und nennt den nächsten Schritt; Bewerbungen, Zahlungen, Rechenzuteilungen und Registrierungen öffnen erst, wenn Team, Bedingungen und Prüfkapazität bestehen.