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 Meeresforschung in Echtzeit verfolgen
22.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Weniger Sauerstoff in allen Meeren
16.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften