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20.06.2013 :: English :: Druckversion
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GPS-Boje

GPS-Boje, die vor der Küste Sumatras ausgebracht und verankert worden ist.
Quelle: GFZ

Tsunamibojen sind keine eigenständigen Warnsysteme, es sind einzelne Messsysteme. Für GITEWS sind Bojensysteme zum Nachweis eines Tsunami im freien Ozean entwickelt worden. Dabei wurden erstmals auf den Bojen selbst modernste GPS-Empfänger und verschiedene, v.a. meteorologische Sensoren installiert, so dass die Boje selbst ein Messinstrument darstellt. Die Bojen können durch Ozeanbodeneinheiten ergänzt werden; es sind zwei Entwicklungslinien verfügbar (OBU, PACT). Bojensysteme können im Indik – wie in den anderen Weltmeeren- sinnvoll und verlässlich eingesetzt werden, wenn Betrieb und Wartung technisch, organisatorisch und finanziell gesichert werden.

Die für eine schnelle Warnung wichtigste Information, nämlich die schnelle Ermittlung von Erdbebenlokation und Magnitude, können Bojensysteme nicht liefern. Zu Beginn des Projekts wurden Bojensysteme mit eingeplant, weil sie zum „klassischen“ Instrumentarium der existierenden Tsunami-Warnsysteme gehörten. Die im Rahmen von GITEWS entwickelten Bojensysteme gehören zu den modernsten weltweit. Im Laufe des Projekts stellte sich heraus, dass die Bojeninformation für die in Indonesien notwendige schnelle Warnung (5 Minuten nach dem Erdbeben) nicht rechtzeitig vorliegen kann, aber gleichwertige Informationen in der notwendigen kurzen Zeitspanne durch die Integration von landgestütztem GPS als innovativem Element erreicht werden können. Die Bojen müssen, um wenigstens innerhalb der ersten 10 Minuten nach einem Beben Informationen liefern zu können, sehr nahe an der Erdbebenzone und damit nahe der Küste von Indonesien verankert werden. Unterschätzt wurden dabei aber die Möglichkeit des „Vandalismus“ durch Fischer, die die Bojen als Festmacher nutzen, und der dichten Schiffsverkehr nahe der Küste.
Offshore Instrumente sind insbesondere bei der Wartung sehr kostenintensiv. Bei der Kalkulation der Betriebskosten für das indonesische Gesamtsystem stellte sich heraus, dass allein Wartung und Betrieb der Bojensysteme (20 Stück, dabei 10 aus Deutschland) genauso viel kosten, wie vergleichbare Leistungen für alle anderen ca. 280 an Land installierten Messinstrumente.

Weitergehende Kosten-Nutzen Betrachtungen haben berücksichtigt, dass die Wartung aufwendig ist, die Bojeninformationen für die erste und wichtigste Warnmeldung in der Regel zu spät kommen und durch Vandalismus mit einer eingeschränkten Verfügbarkeit der Systeme zu rechnen ist. Das führte insgesamt zu der Entscheidung, die Bojensysteme für die Frühwarnung in Indonesien nicht mehr zu berücksichtigen. Durch Entwicklung und Ausbau des neuartigen landgestützten Messsystems sind die Hochseebojen für die Tsunamifrühwarnung in Indonesien nicht mehr nötig.

Ozean-Boden-Einheiten

Eine Tsunamiwelle, ausgelöst z.B. durch ein großes Erdbeben, erzeugt eine plötzliche Druckänderung in der Wassersäule. Ozean-Boden-Einheiten, die am Meeresboden im offenen Ozean platziert sind, registrieren diese Druckänderung und melden diese den Oberflächen-GPS-Bojen, welche die Daten wiederum via Satellit an die Daten- und Warnzentrale weitergeben.

PACT
PACT (Pressure based, Acoustically Coupled Tsunami detector) ist eine Weiterentwicklung des etablierten US Dart-Systems. Mit diesem Gerät wird der Wasserdruck am Ozeanboden gemessen, so dass ein Tsunami (Druckanstieg) sofort erfasst wird. Die Druckdaten werden durch den Wasserkörper akustisch über eine Modemverbindung zur Boje übertragen. Damit integriert PACT sämtliche moderne marine Kommunikations- und Messtechniken (Druckpegel, Datenlogger, Datenauswertung, akustisches Modem, akustischer Releaser, Bergungshilfe) in einem Gerät.

OBU (Ocean Bottom Unit)
OBU ist neben PACT eine zweite Entwicklungslinie zu den Ozeanbodensensoren und wurde gemeinsam vom IFM-GEOMAR und der KUM GmbH entwickelt und konstruiert. In dieser Bodeneinheit kommen neben Drucksensor und Hydrophone auch Dreikomponenten-Breitband-Seismometer zum Einsatz. Die Datenaufzeichnung erfolgt kontinuierlich und wird vorerst auf einem Datenrekorder gespeichert. Im Fall einer plötzlichen Druckänderung bei mehr als 3 cm Wasserstandsänderung wird von der OBU ein Tsunamialarm ausgelöst und die Daten über die Boje zum Warnzentrum übertragen. Um Energie zu sparen, werden Daten im Nominalmodus nur alle 48 Stunden automatisch an das Warnzentrum gesendet.

Ozean-Boden-Einheit OBU. Zusätzlich zu zwei Drucksensoren (Differenzdrucksensor und absoluter Drucksensor) ist ein Breitband-Seismometer verfügbar. Die Daten werden über ein akustisches Modem zu der GPS-Boje übertragen. Blitzlicht, Peil-Sender und Flagge helfen bei der Ortung des Gerätes während dessen Bergung.
Quelle: (IfM-GEOMAR)
Ozeanbodeneinheit PACT (AWI) (PACT; engl. Pressure based, Acoustically Coupled Tsunami detector)
Quelle: (AWI)