Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Vorhersage-Methode: Extreme Fluten in den Anden

14.10.2014

Fluten nach extremen Regenfällen in den Anden können durch eine neue Methode jetzt besser vorhergesagt werden. In den letzten Jahrzehnten sind diese Ereignisse durch den Klimawandel stärker und häufiger geworden.

Die Untersuchung komplexer Netzwerke in Satelliten-Wetterdaten ermöglicht nun erstmals den Aufbau eines robusten Warnsystems, wie eine im Fachjournal Nature Communications veröffentlichte Studie jetzt zeigt. Das könnte zu einem verbesserten Katastrophenschutz beitragen.

Da die Methode auf mathematischen Vergleichen aufbaut und für jegliche Zeitreihen eingesetzt werden kann, ließe sich dieser Ansatz auch auf andere Extremereignisse in komplexen Systemen anwenden.

„Die derzeit verwendeten Modelle zur Wettervorhersage können die Stärke der extremsten Regenfälle nicht erfassen - gleichzeitig sind gerade diese Ereignisse für die Bevölkerung die gefährlichsten, weil sie zu großen Fluten und sogar Erdrutschen führen können“, sagt Leitautor Niklas Boers vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

„Mithilfe der Analyse komplexer Netzwerke haben wir jetzt einen Weg gefunden, wie solche Ereignisse in den zentralen südamerikanischen Anden prognostiziert werden können“.

Wenn der Monsun von Dezember bis Februar Südamerika trifft, bringt er feuchte und warme Luftmassen vom tropischen Atlantik mit sich. Diese Winde bewegen sich westwärts, bis sie von den steilen und mehrere tausend Meter hohen Anden gestoppt und nach Süden gelenkt werden.

Unter bestimmten Luftdruckbedingungen kann die warme und mit Feuchtigkeit geladene Luft dann auf kalte und trockene Winde aus dem Süden treffen. Dies löst reichlich Regenfälle an den hohen Bergen aus, was dann zu Fluten in den dicht bevölkerten Ausläufern der bolivianischen und argentinischen Anden führt. „Überraschenderweise breiten sich diese Regenfälle entgegen der Windrichtung aus, also von Süden nach Norden, anders als bislang angenommen“, sagt Boers.

‘Big Data‘ Analyse von Beobachtungszeitreihen der Satelliten

Das internationale Wissenschaftlerteam hat für ihre ‘Big Data‘ Analyse annähernd 50.000 hochauflösende Zeitreihen zu Wetterdaten aus den letzten 15 Jahren vorgenommen, die von der US-Weltraumagentur NASA und der Japanischen Weltraumbehörde gesammelt wurden.

„Wir haben festgestellt, dass diese gewaltigen Ballungen von Niederschlägen in der Region um Buenos Aires entstehen, sich dann jedoch nordwestlich in Richtung Andern bewegen, wo sie nach zwei Tagen in extremen Regenfällen münden“, sagt Boers. Die neue Methode ermöglicht eine korrekte Prognose von 90 Prozent derjenigen extremen Regenfälle in den Zentral-Anden, die unter Bedingungen des El Niño-Wetterphänomens auftreten, wenn Fluten grundsätzlich häufiger vorkommen. Bei den Ereignissen, die unter anderen Bedingungen auftreten, sind es 60 Prozent.

„Es war zwar schwierig, zu diesen Ergebnissen zu kommen, aber die örtlichen Behörden können sie jetzt recht einfach anwenden – die Wetterdaten sind gut verfügbar“, sagt Ko-Autor José A. Marengo vom National Institute for Space Research in Sao Paulo, Brasilien. „Diese starken Regenfälle können Fluten verursachen, die allein 2007 geschätzte Kosten von mehr als 400 Millionen US-Dollar in der Region verursacht haben. Jetzt liegt es an den betroffenen Ländern, inwiefern sie ihren Katastrophenschutz anpassen“.

Die Methode kann für das Klima genauso angewandt werden wie für Finanzmärkte

„Ein Vergleich von Wetterdaten klingt erst einmal simpel, tatsächlich konnten wir jedoch nur durch das von uns entwickelte mathematische Instrument die komplexen Verbindungen aufdecken, die zu diesen Extremen führen“, sagt Ko-Autor Jürgen Kurths, der am PIK Leiter des Forschungsbereichs Transdisziplinäre Konzepte und Methoden ist.

„Die Daten waren zwar vorhanden, aber bislang hat niemand die Zusammenhänge erkannt. Durch die neue Methode gibt es jetzt ein allgemein anwendbares Gerüst, das auch für die Vorhersage von extremen Veränderungen in Zeitreihen anderer komplexes Systeme nutzbar ist“, sagt Kurths. „Dazu könnten Finanzmärkte, Gehirnaktivität oder sogar Erdbeben gehören“.

Artikel: Boers, N., Bookhagen, B., Barbosa, H.M.J., Kurths, J., Marengo, J.A. (2014): Prediction of extreme floods in the eastern central Andes based on a complex networks approach. Nature Communications (online) [DOI: 10.1038/ncomms6199]

Weblink zum Artikel: http://www.nature.com/naturecommunications


Kontakt für weitere Informationen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Pressestelle
Telefon: +49 (0)331 288 2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Twitter: @PIK_Klima

Weitere Informationen:

http://www.nature.com/naturecommunications

Jonas Viering | PIK Potsdam
Weitere Informationen:
http://www.pik-potsdam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde
23.01.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Neues Forschungsspecial zu Meeren, Ozeanen und Gewässern
18.01.2017 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Allen Unkenrufen zum Trotz“ Neues Projekt sorgt für Schutz der Gelbbauchunken in Bayern

24.01.2017 | Förderungen Preise

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

24.01.2017 | Materialwissenschaften