Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tsunami-Messung in der Tiefsee

15.11.2007
Datenübertragung für Tsunami-Frühwarnsystem erfolgreich getestet

Ein 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-Frühwarnsystems 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 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. 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 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.

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.

Hinweise für Redaktionen: Ihr Ansprechpartner ist Dr. Olaf Boebel (Tel. 0471/4831-1879, E-Mail: Olaf.Boebel@awi.de) und in der Presse- und Öffentlichkeitsabteilung Dr. Susanne Diederich (Tel. 0471/4831-1376, E-Mail: medien@awi.de).

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.

Margarete Pauls | idw
Weitere Informationen:
http://www.gitews.de
http://www.awi.de/en/research/new_technologies/marine_observing_systems/

Weitere Berichte zu: Meeresboden Ozean Tsunami Tsunami-Frühwarnsystem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Stagnation im tiefen Südpazifik erklärt natürliche CO2-Schwankungen
23.02.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

nachricht Birgt Mikroplastik zusätzliche Gefahren durch Besiedlung mit schädlichen Bakterien?
21.02.2018 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics