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"Statistical and machine learning methods have many applications in the environmental sciences, including prediction and data analysis in meteorology, hydrology and oceanography; pattern recognition for satellite images from remote sensing; management ofagriculture and forests; assessment of climate change; and much more. With rapid advances in machine learning in the last decade, this book provides an urgently needed, comprehensive guide to machine learning and statistics for students and researchers interested in environmental data science. It includes intuitive explanations covering the relevant background mathematics, with examples drawn from the environmental sciences. A broad range of topics are covered, including correlation, regression, classification, clustering, neural networks, random forests, boosting, kernel methods, evolutionary algorithms and deep learning, as well as the recent merging of machine learning and physics. End-of-chapter exercises allow readers to develop their problem-solving skills, and online datasets allow readers to practise analysis of real data. William W. Hsieh is a professor emeritus in the Department of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences at the University of British Columbia. Known as a pioneer in introducing machine learning to environmental science, he has written over 100 peer-reviewed journal papers on climate variability, machine learning, atmospheric science, oceanography, hydrology and agricultural science. He is the author of the book Machine Learning Methods in the Environmental Sciences (2009, Cambridge University Press), the first single-authored textbook on machine learning for environmental scientists. Currently retired in Victoria, British Columbia, he enjoys growing organic vegetables"--

Die Strategische Umweltprüfung (SUP) ist eine Umweltprüfung für Pläne, Programme und Policiesund entstand als Ergänzung zur Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) auf Projektebene. In der Europäischen Union ist die SUP jedoch nur für Pläne und Programme eingeführt worden. Mit der Einführung der Strategischen Umweltprüfung in der Europäischen Union und in Deutschland war und ist die Hoffnung verbunden, verschiedene Einschränkungen der Umweltverträglichkeitsprüfung auf Projektebene zu überwinden. Dazu zählen die Prüfung von strategischeren Alternativen, die auf Projektebene unzumutbar sind, die Prüfung von kumulativen Wirkungen und die frühzeitige Beteiligung der Öffentlichkeit vor dem Projektzulassungsverfahren. In dieser Dissertation wird die Strategische Umweltprüfung in Deutschland evaluiert. Als Evaluationsmaßstab wird dabei der internationale Wissensstand (Best Practice-Standards) zur Evaluation der erforderlichen Qualität der Strategischen Umweltprüfung herangezogen. Die Arbeit geht davon aus, dass eine Strategische Umweltprüfung den ursprünglich erhofften Mehrwert gegenüber der UVP auf Projektebene erfüllt und dadurch wesentlich zurBerücksichtigung von Umweltbelangen in der strategischen Entscheidungsfindung beiträgt, wenn sie den internationalen Best Practice-Standards entspricht. Mit dieser Dissertation soll ergründet werden, warum die SUP in Deutschland den ursprünglich erhofften Mehrwert gegenüber der UVP ggf. nicht erfüllt und es sollen Empfehlungen zur Verbesserung der SUP-Praxis in Deutschland abgeleitet werden. Der theoretische und praktische SUP-Anwendungsbereich in Deutschland wird analysiert. Zur Evaluation der Strategischen Umweltprüfung wird ein Fallstudienansatz gewählt, bestehend aus Evaluationskriterien und -indikatoren, Analyseschema, Dokumentenanalyse und Interviews bzw. Gruppendiskussionen mit den SUP-verantwortlichen Behördenvertretern und SUP-Gutachtern. Da die Strategische Umweltprüfung in Deutschland nach ihrer rechtlichen Einführung noch nicht sektorübergreifend evaluiert wurde, werden zunächst Evaluationskriterien und -indikatoren anhand des internationalen Forschungsstandes (Literaturanalyse) und eines one-stop Delphis mit internationalen SUP-Experten entwickelt. Außerdem wird ein Analyseschema entwickelt und das Forschungsdesign wird einem Pretest unterzogen. Die Ergebnisse der Fallstudienanalyse zeigen, dass die Qualität der Strategische Umweltprüfung in Deutschland eingeschränkt ist. Insbesondere die Qualität der Alternativenprüfung, der Prüfung kumulativer Effekte, der Umweltüberwachung und der Beteiligungder Öffentlichkeit sind begrenzt. Damit bleibt die SUP in Deutschland hinter den internationalen Erwartungen zurück und kann den ursprünglich erhofften Mehrwert gegenüberder UVP bisher nicht erfüllen. Die SUP in Deutschland ist damit weniger strategisch als erhofft. Insbesondere die SUP auf Bundesebene ist weniger strategisch, als es, angesichts ihrer wichtigen vorbereitenden Rolle, erwartet wird. Wie strategisch eine SUP sein kann, mag dabei allerdings nicht von der Planungsebene (Bund, Land, Kommunal) abhängen, sondern von der Ausrichtung der Planung, d. h. ob sie wegweisende Aspekte ähnlich zu einerPolicy enthält oder nicht. Positiv hervorzuheben ist, dass die SUP (Umweltbericht, Öffentlichkeitsbeteiligung und die Interaktion zwischen Behörde und Gutachtern) im Allgemeinen hilfreich ist, um Wissen über die Umweltauswirkungen der Planungen zu erhalten. Diese Informationen führen allerdings nicht zwangsläufig dazu, dass die Planungen umweltfreundlicher werden. Die Ergebnisse werden von anderen Untersuchungen und Erfahrungsberichten zur SUP in Deutschland gestützt. Der internationale Stand der Forschung belegt einen vergleichbar unbefriedigenden Status der Strategischen Umweltprüfung. Hinderlich für eine gute SUP-Praxis in Deutschland sind unklare Rechtsgrundlagen in Kombination mit einer legalistischen Tradition der Verwaltungsbehörden und einer experten-basierten Planungskultur im Gegensatz zu einem eher kollaborativen Planungsverständnis. Darüber hinaus scheinen das grundlegende SUP-Verständnis und die Qualitätsstandards noch nicht gefestigt zu sein. Des Weiteren behindern im Einzelfall auch organisatorische Faktoren eine gute SUP-Praxis. Die aus den Ergebnissen abgeleiteten Empfehlungen beinhalten eine Klarstellung der rechtlichen Regelungen zu kumulativen Wirkungen und der Überwachung, eine Überarbeitung des SUP-Leitfadens des Bundes, die Integration von SUP-Kursen in Studiengänge für SUP-pflichtige Planungsdisziplinen sowie andere Maßnahmen der Kapazitätsentwicklung, eine Förderung des gemeinschaftlichen Scopings sowie die Forschung, Entwicklung und Erprobung im Bereich der Policy-SUP und der Überwachung. Obgleich die Fallstudienanzahl mit sechs analysierten SUP-Fällen begrenzt ist und eine Vergrößerung der empirischen Basis ratsam wäre, ist ein belastbarer Evaluationsbeitrag zur Strategischen Umweltprüfung in Deutschland entstanden. Das gewählte Forschungsdesign ermöglichte es, die Fallstudien in der angemessenen Tiefe zu ergründen und Hintergründe für die beobachtete Praxis zu beleuchten. Dadurch konnten zielgerichtet Empfehlungen zur Verbesserung der SUP in Deutschland abgeleitet werden. Weiterer Forschungsbedarf besteht insbesondere in der Evaluation der anderen Dimensionen der SUP-Effektivität jenseits der Qualität und der procedural effectiveness. Darüber hinaus wäre eine weiterentwickelte und ganzheitliche Konzeptualisierung der SUP-Effektivität erforderlich, welche die unterschiedlichen Dimensionen der Effektivität zusammenführt und die Dimensionen für die praktische Evaluation handhabbar macht. ; Strategic Environmental Assessment (SEA) is an environmental assessment for plans, programmes, and policies and was developed to complement Environmental Impact Assessment(EIA) at project level. In the European Union, however, SEA has only been introduced for plans and programmes. With the implementation of Strategic Environmental Assessment in the European Union and Germany, there was and is hope of overcoming various limitations of environmental impact assessment at project level. These include the assessment of more strategic alternatives that are unreasonable at project level, the assessment of cumulative effects and the early public involvement prior to project approval processes.This dissertation evaluates the Strategic Environmental Assessment in Germany. The international state of knowledge (best practice) on the necessary quality of the Strategic Environmental Assessment is used as evaluation criteria. The thesis assumes that a Strategic Environmental Assessment fulfils the expected benefit compared to the EIA at project level and thus contributes significantly to the consideration of environmental concerns in strategic decision-making if the SEA meets the international best practice standards. The aim of the dissertation is to investigate why the SEA in Germany may not achieve the expectedbenefit compared to the EIA and to derive recommendations for improving SEA practice in Germany. The theoretical and practical application of SEA in Germany is analysed. A case study analysis is chosen for the evaluation of the Strategic Environmental Assessment consisting of evaluation criteria and indicators, an analysis framework, document analysis, and interviews or group discussions with the representatives of the SEA responsible agencies and SEA consultants. Since the Strategic Environmental Assessment in Germany has not yet been evaluated with a cross-sectoral approach after its transposition into national law, evaluation criteria and indicators are developed on the basis of the international state of research (literature analysis) and a one-stop delphi with international SEA experts. In addition, an analysis framework is developed and the research approach is subject to a pretest. The results of the case study analysis show that the Strategic Environmental Assessmentin Germany has a limited SEA quality. In particular, the quality of alternatives assessment, cumulative effects assessment, environmental monitoring, and public participation arelimited. This means that SEA in Germany falls short of international expectations andhas not yet been able to fulfil the expected benefit compared to EIA. SEA in Germanyis thus less strategic than expected. In particular, federal level SEA is less strategic than expected in respect to its important preparatory role. How strategic SEAs can be, however,may not depend on the planning level (federal, state, local), but on the planning approach, i.e. whether or not the plan or programme contains guiding aspects similar to a policy. On the positive side, the SEA (environmental report, public participation, and interactionbetween agencies and consultants) is generally helpful for gaining knowledge about the environmental impacts of planning. However, this information does not necessarily leadto more environmentally friendly plans or programmes. The results are supported by otherstudies and experience reports on SEA in Germany. The international state of research proves a comparable unsatisfactory status of Strategic Environmental Assessment. Obstacles to good SEA practice in Germany are limited or unclear legal regulations in combination with a legalistic tradition of administration and an expert-based planning approach as opposed to a more collaborative understanding of planning. In addition, the basic understanding of SEA and quality standards do not yet seem to be consolidated. Furthermore, in individual cases organisational factors also hinder good SEA practice. The recommendations include a clarification of legal regulations on cumulative effects and monitoring, a revision of the federal SEA guidance document, the integration of SEA courses into study programmes for planning disciplines subject to SEA as well as other measures of capacity development, a promotion of joint scoping, as well as research, development, and testing in the field of policy SEA and monitoring. Although the number of case studies analysed is limited to six SEA case studies and increasing the empirical basis is advisable, a reliable contribution to Strategic Environmental Assessment evaluation in Germany has been produced. The chosen research approach made it possible to explore the case studies adequately and to shed light on the reasons for the observed practice. This made it possible to derive targeted recommendations for improving SEA in Germany. Further research is particularly needed on the evaluation of the other dimensions of SEA effectiveness beyond quality and procedural effectiveness. In addition, SEA effectiveness needs to be refined and holistically conceptualised to bring together the various dimensions of effectiveness and make them feasible for practical evaluation.

Bei der Pariser Klimakonferenz zogen erstmals alle wichtigen Staaten an einem Strang und konnten so den Gegensatz zwischen wirtschaft-licher Entwicklung und Umweltschutz überbrücken. Man kann auch sagen : das Ende des fossilen Zeitalters ist eingeläutet. Jetzt liegt es an den einzelnen Ländern, ihre Selbstverpflichtungen konsequent umzusetzen. (IP)

"Can the world stop climate change? The prognosis is bleak. Most efforts to tackle the problem have focused on treaties that require virtually global consensus, yet meaningful consensus has been elusive because deep cuts in emissions are expensive and antagonize well-organized interests. Predictably, diplomacy has swung between gridlock and superficial agreements with little impact. After three decades of sustained negotiations on global warming, emissions have risen by one third. Stopping climate warming requires that they be cut essentially to zero. Sabel and Victor look to offer a case for optimism by proposing a different strategy: to recast climate change as a problem best addressed piecemeal. Rather than seeking a grand, global bargain, they argue that the problem should be broken down into local challenges. They call this concept "experimentalist governance"-massive simultaneous searches for local solutions that are scalable to the global level, with a focus not on marginal incentives for success but on penalties for repeated, egregious failure. The authors show, through a series of cases, how regulators, firms, farms and NGOs, faced with penalty defaults, are learning to solve some of the knottiest environmental problems; they then propose central mechanisms that could help monitor and review progress, establishing which experiments are working and establish new frontiers for experimentation. While the threat of impending catastrophe has understandably made debate about climate policy increasingly shrill and polarized, Sabel and Victor offer here a guide to institutional design that could finally lead to the politically and economically self-sustaining reductions in emissions that thirty years of global diplomacy has not delivered"--