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Erdbeben - Tsunamis |
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Erdbeben - Tsunamis |
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| Tsunami |
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Deutsches Warnsystem in Indonesien GITEWS |
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Tsunami-Messung
in der Tiefsee
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PACT
Datenübertragung für Tsunami-Frühwarnsystem
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neu entwickeltes Bodendruck-Messsystem soll Tsunamis schon kurz nach ihrer
Entstehung auf der hohen See erkennen, um Vorwarnzeiten zu optimieren und
Fehlalarme zu vermeiden. Wissenschaftler der Arbeitsgruppe "Marine Messsysteme"
des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der
Helmholtz-Gemeinschaft leiten das Teilprojekt und haben das Messsystem
im November 2007 in der Tiefsee vor den Kanarischen Inseln erfolgreich
getestet. Damit ist ein weiterer Meilenstein bei der Entwicklung des Tsunami-Frühwarnsystem
für den Indischen Ozean (GITEWS) erreicht.
Das
GITEWS-Projekt wird federführend vom GeoForschungsZentrum Potsdam
geleitet. Wissenschaftler am Alfred-Wegener-Institut entwickeln einen Teil
der Simulations-Komponente und - in Zusammenarbeit mit den Firmen Optimare
und develogic, sowie dem Zentrum für Marine Umweltwissenschaften (MARUM)
und der University of Rhode Island - das so genannte PACT-Bodendruck-Messsystem
(Pressure based Acoustically Coupled Tsunami detector) zur Echtzeit-Ermittlung
des Meeresspiegelanstiegs im tiefen Ozean.
Das
deutsche Tsunami-Frühwarnsystem für
den Indischen Ozean (GITEWS) ist einzigartig, da es eine Vielzahl von
Informationen verarbeitet, um schnellstmöglich eine umfassende und
präzise Lageeinschätzung bereitstellen zu können. Messwerte
der Erschütterungen und der horizontalen Verschiebungen des Bodens
vor der Küste Indonesiens liefern dabei innerhalb von wenigen Minuten
eine klare Vorstellung von der Lage und Stärke eines Seebebens, die
im Warnzentrum zur Auswahl von vorab berechneten Simulationen über
die mögliche Ausbreitung eines Tsunami dienen. |
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Allerdings
löst nicht jedes Erdbeben am Meeresgrund einen Tsunami aus. "Um sich
hierüber Klarheit zu verschaffen und um nervenzehrende und kostspielige
Fehlalarme zu vermeiden, gibt es nur einen Weg: den Meeresspiegelanstieg
direkt zu messen", sagt PACT-Projektleiter Dr. Olaf Boebel vom Alfred-Wegener-Institut.
Die
Meeresspiegelmessung muss dabei vor der Küste im tiefen Ozean erfolgen.
Dort, bei Wassertiefen von mehreren tausend Metern, ist eine Tsunamiwelle
mehrere hundert km/h schnell, aber nur wenige bis einige zehn Zentimeter
hoch und um die hundert Kilometer lang. Erst an der Küste oder im
Flachwasserbereich türmt sich die Tsunamiwelle zu einer meterhohen
Wasserfront auf. Um den geringen Meeresspiegelanstieg des tiefen Ozeans
dennoch zuverlässig und präzise feststellen zu können, werden
Bodendrucksensoren eingesetzt.
Die Druckfühler sind am Meeresboden
platziert und können feststellen, ob sich der Meeresspiegel oberhalb
der Sensoren ändert. Durch das Gewicht des zusätzlichen Wassers
erhöht sich der Druck am Meeresboden dabei geringfügig um wenige
tausendstel Prozent, eine minimale Veränderung, die von den bei der
Firma Optimare in Bremerhaven gebauten, hochpräzisen PACT-Bodeneinheiten
zuverlässig gemessen wird. Druckschwankungen aufgrund der wesentlichen
kürzeren, aber auch höheren Seegangswellen mitteln sich dabei
auf Grund der Einsatztiefe der Bodendrucksensoren heraus.
Wie
aber können die möglicherweise lebenswichtigen Informationen
über eine solche Druckänderung vom Meeresboden an das Warnzentrum
weitergereicht werden? Genau hier lag eine der grossen technischen Herausforderungen
des PACT-Projektes, der sich die Firma develogic aus Stuttgart unter Nutzung
neuester Technologien annahm. ähnlich wie bei einem Faxgerät
werden die Informationen in einem akustischen Modem in eine Folge von Tönen
dem so genannten Telegramm - umgesetzt und an ein zweites Modem übertragen.
Letzteres ist, nahe der Meeresoberfläche, mit einer Boje verbunden,
von wo aus die Daten per Satellit an das Warnzentrum weitergeleitet werden.
Aufgabe
des PACT-Teilprojektes im GITEWS Gesamtprojekt (GITEWS (German Indonesian Early Warning System for the Indian Ocean))ist die
Neuentwicklung eines zuverlässigen, kompakten und energetisch hocheffizienten
Systems, das den Druck am Meeresboden alle 15 Sekunden misst, auswertet
und im Falle eines Tsunami-Ereignisses die Informationen an
das Oberflächenmodem schickt. Ein wichtiger Meilenstein der seit etwa
zwei Jahren laufenden Entwicklungsarbeiten ist der vor kurzem abgeschlossene
erfolgreiche Test des PACT-Systems nördlich der Kanarischen Inseln
an einer vom Zentrum für Marine Umweltwissenschaften (MARUM, Bremen)
bereitgestellten Testverankerung. Dabei wurden Druckdaten über jeweils
mehrere Tage hinweg mehrfach aus mehr als 3100 Meter Tiefe an das Oberflächenmodem
geschickt. Wichtigstes Ergebnis: Keines der Datentelegramme ging verloren,
eine notwendige Voraussetzung für das zuverlässige Funktionieren
des Warnsystems.
Das
somit erfolgreich getestete System wird nun in die vom GFZ entwickelte
Oberflächen-Boje und das gesamte Frühwarnsystem integriert. Weitere
Tests im Mittelmeer Anfang nächsten Jahres sollen den Einfluss verschiedener
Wetterbedingungen auf die Zuverlässigkeit der Übertragungen untersuchen.
"Die kommenden Winterstürme werden uns sicherlich Gelegenheit geben,
die Grenzen des Systems kennen zu lernen", so Boebel.
Die
Technologiegruppe "Marine Messsysteme" am Alfred-Wegener-Institut besteht
seit Januar 2005. Sie setzt sich aus Ozeanographen, Physikern, Biologen
und Umweltwissenschaftlern zusammen und ist auf die Entwicklung und Nutzung
innovativer Messsysteme für die meereswissenschaftliche Forschung
und Umweltschutz spezialisiert. Weitere Informationen finden Sie im Internet
unter: http://www.awi.de/en/research/new_technologies/marine_observing_systems/.
Informationen zum Deutsch-Indonesischen Tsunami-Frühwarnsystem finden
Sie auf den Projektseiten unter http://www.gitews.de. Neben dem Alfred-Wegener-Institut
sind als Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft das GeoForschungsZentrum Potsdam
(Projektkoordination), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt
(DLR) und das GKSS-Forschungszentrum Geesthacht beteiligt.
Das
Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen
der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland
und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern
und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft
zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der fünfzehn
Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der grössten Wissenschaftsorganisation
Deutschlands.
| Quelle:
Text Alfred-Wegener-Institut Deutschland, Dezember 2007 |
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| Publikationen |
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| Das
deutsche Konzept zur Einrichtung eines Tsunami-Frühwarnzentrums für
die Region des Indischen Ozeans baut auf verschiedenen Arten von Messintrumenten
(Sensoren) auf. In etwa 90% alle Fälle wird der Tsunami durch ein
Erdbeben, ansonsten durch Vulkanausbrüche und Erdrutsche, ausgelöst.
Ziel ist es, durch die Auswertung verschiedener Messgrössen möglichst
frühzeitig Hinweise auf einen Tsunami und deren Ausmass zu erhalten.
Eine Tsunami-Welle bereitet sich im offenem Meer mit bis zu 700 km/h aus. |
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| Quelle:
GITEWS und Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Deutschland,
2007 |
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Informationen |
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Externe
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GITEWS
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Das
deutsche Konzept zur Einrichtung eines Tsunami-Frühwarnzentrums |
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