Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Vorlesung Ingenieurgeophysik Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Lehrender Professor: Dr. rer. nat. Manfred Koch Referent: B.Eng. Tobias Bornemann

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Gliederung Entstehung eines Tsunamis Entstehende Wellenformen Berechnungsmethoden von Tsunamis Beispielberechnung Tsunamifrühwarnsysteme Vorstellung verschiedener Systeme Komponenten und deren Funktionsweise zur Vorhersage Fazit Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Entstehung eines Tsunamis Tsunami ist japanisch „tsu“ = Hafen „nami“ = Welle Ursachen für einen Tsunami Verformung des Meeresbodens durch Erdbeben (90%) Hangrutsche Vulkanausbrüche Meteoriteneinschläge Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Entstehung eines Tsunamis Quelle: http://www.cronenberger-steinindustrie.de Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Entstehung eines Tsunamis Quelle: http://www.usgs.gov/ Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Entstehung eines Tsunamis Absenken oder Anheben der Wassermassen bewirkt Wellenfront Ausbreitung in alle Richtungen möglich Zumeist in zwei Richtungen, da Bruchkante vermehrt linienförmig Erdbeben kann Tsunami verursachen: Mindestens Magnitude von 7 Hypozentrum nahe Meeresboden Vertikale Verschiebung des Meeresbodens Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Entstehende Wellenformen Anstieg oder Abfall des Wasserspiegels hat durch Schwerkraft Rückstellkraft zur Folge (Schwerewelle) Flachwasserwelle – in tiefer offener See Tiefwasserwelle – in flachem Gewässer beim auftreffen auf Küste Quelle: http://www.gfz-potsdam.de Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Auflaufende Tsunamiwelle Quelle: http://geol43.uni-graz.at/05S/650135/Tsunamis.html Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Berechnungsmethoden Algorithmen von Frühwarnsystemen entsprechen Flachwassergleichungen Bedingungen: Wellenlänge >> Wassertiefe Relativ ebener Meeresgrund Wichtig: wann und wo trifft Welle auf und welches Zerstörungspotential hat sie? Eges=Ekin,mittel + Epot,mittel Ekin,mittel  Epot,mittel  Rückschluss auf c Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Kinetische Energie des Wassers Berechnung der kinetischen Energie einer Tsunamiwelle Mittlere kinetische Energie = Hälfte des Maximalwertes an höchster Stelle des Wellenberges Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Potentielle Energie des Wassers Änderung der pot. Energie - Wellengang Betrachtung sinusförmiger Wellenstruktur Mittlere potentielle Energie Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Beispielrechnung Sumatra-Andamanen Beben im Indischen Ozean 2004 Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle  Wassertiefe von 3 km Wassertiefe von 10 m Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Gesamtenergie Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Sumatra-Andamanen Beben 2004 Quelle: http://geol43.uni-graz.at/05S/650135/Tsunamis.html Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunami Frühwarnsysteme Koordinationszentrum im Pazifischen Ozean: Pacific Tsunami Warning Center in Honolulu auf Hawai Malaysian National Tsunami Early Warning System (MNTEWS) German Indonesian Tsunami Early Warning System (GITEWS) Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage GITEWS Indischer Ozean vor Indonesien Subduktionszone des Sundagrabens Am 29.03.2011 an Indonesien übergeben Warnung innerhalb 5 Minuten Seismologisches Auswertungssystem (SeisComP3) Quelle: http://www.gitews.org/ Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Seismologische Messstationen Breitbandseismometer im Erdreich Ausgangssignal aus Kraft abgeleitet, die gebraucht wird, um bewegliche Seismogrphenmasse mit Gehäuse mitzuführen Daraus Rückschlüsse auf Lage und Stärke Auswertsoftware = SeisComP3 Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage GPS-Boje Misst Meersspiegelhöhe und Anomalien der Meeresoberfläche Wettersensor, Bojenbewegungssensor, Bojenrechner, Energieversorgung Kommunikation mit Unterwassereinheit mittels Schall durch Hydrophone Datenübertragung via Sattelit Sehr kostenintensive Wartung Quelle: http://www.gitews.org/ Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Ozean-Bodeneinheit Wasserhöhenänderung  Druckänderung in der Wassersäule Differenzdrucksensor Installation entlang des Kontinentalhanges Breitband-Seismometer Schwierige Wartung durch Meeresbewuchs Quelle: http://www.gitews.org/ Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Wasserpegel-Sensoren Sehr exakte Messungen beim Auflaufen der Welle ans Land Benachbarte evtl. auch betroffene Länder präziser warnen Längerfristige Rückschlüsse über die Ausmaße des Tsunamis möglich Exaktere Evakuierung bei weiteren Tsunamis möglich Quelle: http://www.gitews.org/ Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Bathymetrie Vermessung der topographischen Gestalt des Meeresbodens Wichtig für Ausbreitung und Umlenkung der Tsunamiwellen Im Flachwasserbereich Berechnung der Wellenhöhen möglich Berücksichtigung von Abschwächungseffekten durch Reibung Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Bathymetrie Zwei Transducer (Abstrahlung/Aufnahme) Multibeam Echolotsystem Frequenz von 12kHz Max. Öffnungswinkel von 150° 191 Strahlen per Ping Optimale Schiffsgeschwindigkeit von 10 Knoten Quelle: http://www.planeterde.de Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Warnzentrum Zentrale Koordeinationseinheit Messdatensammlung und Auswertung Ergebnisse mit bestehenden Gefährdungs- und Risikokarten der Küsten abgeglichen Operator kann daraus gezielte Tsunamiwarnungen aussprechen Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Fazit Geologische Situation und Plattentektonik macht System unverzichtbar um Menschenleben zu retten GPS-Technologie lässt präzise und schnelle Warnung zu Dichtes Sensornetz notwendig Erhöhter Lebensstandard steht hohen Kosten gegenüber Schulung der Bevölkerung und Notfallpläne Einrichtung von Schutzbauten Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage Quellenangaben http://geol43.uni-graz.at/05S/650135/Tsunamis.html http://de.wikipedia.org/wiki/Tsunami http://www.gitews.org/ http://www.gfz-potsdam.de/portal/gfz/home http://ptwc.weather.gov/ Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage

Vielen Dank für Ihre Aufmersamkeit! Tsunamis und Frühwarnsysteme zu deren Vorhersage