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Permafrost Forschung |
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| Permafrost
(Dauerfrostboden) - Forschung |
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Sensornetz:
Daten - live vom Matterhorn und Jungfraujoch
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Ein
drahtloses Netzwerk von Sensoren ist seit zwei Jahren auf dem Matterhorn
installiert.
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| Damit sammeln Forscher Daten zum besseren Verständnis
der Auswirkungen des Klimawandels auf Felsstürze in Permafrostzonen.
Diese
neue Technologie, die im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunkts "Mobile
Informations- und Kommunikationssysteme» (NFS MICS) entstanden ist,
soll dereinst helfen, in Echtzeit Gebiete zu überwachen, in denen
die Gefahr von Bergstürzen und Erdrutschen besonders gross ist. |
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Seit
zwei Jahren zieht das Matterhorn nicht nur Alpinisten in seinen Bann, sondern
auch Forschende, die ein drahtloses Netzwerk von Sensoren eingerichtet
haben. Diese Sensoren liefern ohne Unterlass - egal, ob es schneit oder
stürmt - eine Reihe von Daten zu den Felsbewegungen, den Vorgängen
des Gefrierens und Tauens und den Temperaturen im Untergrund. Mit diesen
Daten möchten die Forscher verstehen lernen, wie klimatische Veränderungen
Felsstürze in Permafrostzonen beeinflussen. Das Endziel der neuen
Technologie liegt in der Echtzeit-Überwachung von riskanten Gebieten.
Das
Projekt PermaSense wurde 2005 im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunkts
"Mobile Informations- und Kommunikationssysteme» (NFS MICS)
von den beiden Universitäten Zürich und Basel und der Eidgenössischen
Technischen Hochschule Zürich lanciert. Nach der erfolgreichen Entwicklung
von Prototypen geht das Projekt nun in die Anwendungsphase über. Zusätzlich
ist ein zweites Sensornetz nahe der Forschungsstation Jungfraujoch eingerichtet.
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von den Sensoren gemessenen Daten werden an eine zentrale Station von der
Grösse einer Kaffeedose geleitet, welche die Daten über das Mobilfunknetz
oder WLAN an einen Server sendet. Einfacher gesagt als getan, findet Jan
Beutel, Informatik-Forscher an der ETHZ: "Der mobile Internetzugang
ist zwar bereits weitgehend entwickelt, es gibt aber noch keine fixfertige
Lösung für die zuverlässige Kommunikation zwischen Daten
und dem Internet. |
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Wir müssen absolut sicher sein, dass auf dem Weg
keine Daten verloren gehen.»
Ausserdem
mussten alle Bestandteile des Sensornetzes für die einwandfreie Funktion
auch bei Temperaturen von -40°C entwickelt und getestet werden. Jeder
Sensor wird von eigens entwickelten Batterien mit einer Lebensdauer von
mindestens drei Jahren gespiesen.
Ein
langfristiges Experiment
PermaSense
ist im Gegensatz zu den meisten anderen Experimenten langfristig angelegt.
Durch den ununterbrochenen Betrieb der Server und Sensoren rund um die
Uhr bedeutet die Sammlung der Daten über mehrere Jahre hinweg eine
beträchtliche logistische Herausforderung. Der Ersatz eines einzigen
Sensors ist ein richtiges Abenteuer: Es braucht einen Helikopter, speziell
ausgebildetes Personal - so ist Jan Beutel gleichzeitig Bergführer
- und auch die Gunst des Wetters. Ausserdem müssen dann sowohl die
Datenbanken als auch die Server angepasst werden. Das Ziel ist es, alle
im Gelände gesammelten Daten mit einem Mausklick auf den Bildschirm
zu holen, bereit für die Auswertung.
Bis
dahin setzen die Forschenden ihre Arbeiten im Feld mit viel Ausdauer fort.
Wie zum Beispiel zu Beginn dieses Winters, als sich Jan Beutel und ein
Kollege wegen Materialproblemen wieder auf das Matterhorn begaben. Sie
nutzten die Gelegenheit, um 15 Sensoren durch neuere Modelle mit einer
grösseren Speicherkapazität zu ersetzen.
Umwandlung
in aussagekräftige Informationen
Die
Technologie der Sensornetze eröffnet neue Möglichkeiten, Daten
von hervorragender Qualität in schwierigem Gelände zu sammeln.
In der nächsten Etappe des Projekts sollen diese Daten in nützliche
Informationen umgewandelt werden, die sowohl für die verschiedenen
Bereiche der Geowissenschaften als auch für die Abschätzung von
Naturgefahren aussagekräftig sind. So sieht Stephan Gruber, ein Permafrost-Spezialist
am Geographischen Institut der Universität Zürich, in PermaSense
die willkommene Gelegenheit, endlich die präzisen Daten zu erhalten,
die er für die Ausarbeitung von Computermodellen benötigt.
Für
Jan Beutel ist PermaSense dagegen das ideale Projekt, um die Anwendung
eines Sensornetzes unter widrigen Umständen zu testen. "Wir
möchten eine Symbiose zwischen Wissenschaft und Technologie erreichen.
Dazu ist einerseits eine interdisziplinäre Zusammenarbeit erforderlich,
andererseits auch die Teilnahme von herausragenden Fachpersonen verschiedener
Bereiche», erklärt der Forscher.
PermaSense
wird ebenfalls vom Bundesamt für Umwelt und von der internationalen
Stiftung "Hochalpine Forschungsstationen Jungfraujoch und Gornergrat»
unterstützt. Ausserdem beteiligt es sich am interinstitutionellen
Projekt "Swiss Experiment», insbesondere mit der Entwicklung
von Datenverwaltungssoftware.
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| Quelle: Text
Schweizerischer Nationalfonds 2009 |
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