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 Tauender Permafrost setzt altes Treibhausgas frei
19.07.2017 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

nachricht Staubablagerungen geben Neues zur Entstehungsgeschichte der Sahara preis
19.07.2017 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext

20.07.2017 | Förderungen Preise

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie