1 5. Herbstschule 2006 System Erde Naturgefahren im System Erde

5. Herbstschule
2006
System Erde
Naturgefahren im System Erde
Donnerstag, 9. 11. 2006
"Das Tsunami-Frühwarnsystem für den Indischen Ozean GITEWS",
Dr. Jörn Lauterjung, GFZ Potsdam
Der Aufbau des Tsunami-Frühwarnsystems für den Indischen Ozean (GITEWS) schreitet
voran. GITEWS ist Teil eines Early-Warning-Systems, das auch andere Naturkatastrophen
wie z.B. Erdbeben und Vulkanausbrüche erfassen soll. Das System integriert terrestrische
Beobachtungsnetze der Seismologie und Geodäsie mit marinen Messverfahren und
Satellitenbeobachtungen. Die dazu erforderlichen FuE-Arbeiten sollen im Rahmen eines
Stufenplans realisiert werden, der einerseits schnell, d. h. innerhalb von 1 bis 3 Jahren,
wirksamen Schutz garantiert und andererseits zulässt, auch spätere technologische
Entwicklungen, für die jetzt noch Forschungsbedarf besteht, problemlos einzubinden. Das
Frühwarnsystem kann später auf den Mittelmeerraum und den Atlantik ausgedehnt werden.
Die Initiative wird koordiniert von der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher
Forschungszentren, vertreten durch das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ). Aufgrund
der geologischen Situation muss davon ausgegangen werden, dass vor allem Indonesien
wegen der unmittelbaren Nachbarschaft des seismisch aktiven Sundabogens auch in Zukunft
am häufigsten und am stärksten von katastrophalen Tsunami-Ereignissen betroffen sein wird.
Der Vortrag beleuchtet die Entstehung des Tsunamis vom 26. Dezember 2004, stellt die
geplante technische Realisierung des Frühwarnsystems vor, zeigt erste
Modellierungsszenarien und gibt einen Ausblick über die vorgesehene Umsetzung eines
Frühwarnsystems im Indischen Ozean.
"Hochwasser in Deutschland: Ursachen - Auswirkungen - Schutz",
Dr. Bruno Merz, GFZ Potsdam
Deutschland wird immer wieder von schweren Naturkatastrophen betroffen, wobei
Überschwemmungen eine besondere Rolle spielen. So war das Hochwasser im August 2002
mit 12 Mrd. € die bisher teuerste Naturkatastrophe in der Geschichte Deutschlands. Zwar sind
Hochwasser ein natürlicher Teil des Wasserhaushalts, trotzdem beeinflusst der Mensch durch
seine Eingriffe in den Wasserhaushalt sowie durch seinen Umgang mit der
Hochwassergefahr, ob sich solche natürlichen Schwankungen zu Katastrophen ausweiten.
Intelligente Schutzstrategien können Katastrophen verhindern oder ihre Auswirkungen
deutlich mindern.
"Ökologische und gesellschaftliche Auswirkungen des Hitzesommers 2003",
Prof. Dr. Wolfgang Cramer, PIK Potsdam
Der Sommer 2003 war eine meteorologische Extremsituation fast ohne Beispiel. Bekannt sind
die schwerwiegenden Folgen, die die Hitze und Trockenheit für alte und gebrechliche
Menschen hatte, von denen viele in Deutschland, Frankreich und anderen Ländern starben.
Neben den Todesfällen gab es auch andere Wirkungen der Hitzewelle, die z.T. komplexe
Erklärungen benötigen und nur statistisch nachweisbar sind. Oft übersehen wird die Tatsache,
dass die Trockenheit auf verschiedenen Kontinenten auftrat - Methoden der Fernerkundung
und Erdsystemmodellierung können inzwischen aber ein relativ gutes Bild der globalen
Verteilung liefern.
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"Wettergefahren und Warnverfahren"
Prof. Dr. Werner Wehry, FU Berlin
Vielfältige Wettergefahren sind von Meteorologen vorherzusagen: Stürme, Starkregen, Hagel,
Glatteis, Großschneefälle, Lawinen, in vielen Regionen der Erde auch Tornados und
Hurrikane - aber auch Dürre und Hitze zählen hierzu. Die Vorhersage von Extremereignissen
ist schwierig, oft gar nicht möglich. Im Rahmen der Weltorganisation für Meteorologie
(WMO) werden weltweite Forschungsverbünde gefördert und koordiniert, die die
Schädlichkeit der Wettergefahren verringern sollen. Die Öffentlichkeit ist rechtzeitig und
verständlich zu warnen, was sich als schwieriger erweist als ein Laie erwarten mag. Zu
diesem Zweck sind weltweit und lokal Warnzentralen eingerichtet worden.
"Müssen wir Angst vor dem Weltraumwetter haben?"
Prof. Dr. Hermann Lühr, GFZ Potsdam
Für die Jäger und Sammler, die noch in Höhlen wohnten, war das Weltraumwetter kein
Thema. Die heutige Zivilisation hat dagegen ihren Lebensraum weit ausgedehnt und ist in
vielerlei Bereichen auf moderne Technologie angewiesen. Bewegt man sich mit dem
Flugzeug oberhalb der Troposphäre, setzt man sich bereits zu einem erheblichen Maße den
Unbilden des Weltraumwetters aus. Magnetische Stürme können Satellitenausfälle
verursachen oder Stromversorgungen unterbrechen. Derartige Ereignisse führen in der Regel
zu einer Reihe von kritischen Situationen, auch auf der Erdoberfläche. So können z.B.
Überlandleitungen durchbrennen, die Flugsicherung beeinträchtigt werden u.v.m.
"Naturgefahren in Hochgebirgen - Beispiele aus der vergleichenden
Hochgebirgsforschung"
Prof. Dr. Margot Böse, FU Berlin
Die Hochgebirge der Erde sind u. a. durch eine eiszeitliche Vergletscherungen zumindest der
Gipfelregionen gekennzeichnet, ohne dass heute noch zwingend eine glaziale Höhenstufe
ausgebildet ist. Vorzeitformen, Tektonik, aktuelles Klima und Verwitterung steuern als
wesentliche Faktoren die heutige Reliefbildung. Dabei spielen Ereignisse, die häufig vom
Menschen als Naturkatastrophen wahrgenommen werden, eine große Rolle. Beispiele aus den
Alpen, einem heute noch in der Gipfelregion vergletscherten Gebirge der mittleren Breiten,
und dem randtropischen, vom Monsun und Taifunen beeinflussten Gebirge Taiwans, das
keine glaziale Höhenstufe mehr hat, sollen aktuelle Prozessabläufe vergleichend darstellen.
Freitag, 10. 11. 2006
"Erdbeben als Naturgefahr - Das Bantul-Beben 2006"
Dr. Birger Lühr, GFZ Potsdam
Am 26. Mai 2006 ereignete sich im Süden von Zentraljava, Indonesien, ein Erbeben der
Magnitude 6,3. Das Beben traf eine dicht besiedelte Region südlich der Großstadt Yogyakarta
und hatte mit 6000 Todesopfern katastrophale Auswirkungen im Bereich der Stadt Bantul.
Für Geowissenschaftler kam dieses Erdbeben überraschend, denn das Gebiet selbst
verzeichnet im weltweiten internationalen Erdbebenkatalog (Daten ab 1964) nur eine sehr
geringe Bebenaktivität. Die Insel Java ist Teil des 5000 km langen Sunda-Inselbogens, einer
hochaktiven Subduktionszone mit Platten-Geschwindigkeiten zwischen 5 und 7 cm/Jahr.
Dieser dynamische Prozess ist Ursache für eine starke Erdbebentätigkeit und einen
ausgeprägten Vulkanismus. Trotz dieses Umstandes kam das Beben für die Menschen in der
Bantul-Region völlig unerwartet und traf sie unvorbereitet in zum Teil sträflich unstabil
konstruierten Gebäuden. Im Februar 2006 hatte der im Norden Yogyakartas gelegene Vulkan
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Merapi begonnen, eruptiv zu werden und bedrohte nahe gelegene Siedlungen mit
pyroklastischen Strömen. Das Bantul-Beben führte nun kurzzeitig zu einer Verdreifachung
der Vulkanaktivität und beunruhigte die Bevölkerung der ganzen Regien dadurch zusätzlich
mit mehr als 100 Glutlawinen pro Tag, die eine Reichweiten bis zu 7 km hatten. Im Rahmen
eines Task Force Einsatzes des GFZ Potsdam wurden nun Daten gesammelt und über 3
Monate die Nachbeben dieses Ereignisses registriert, um das Verständnis für die zugrunde
liegenden geodynamischen Prozesse einerseits und die Ursachen für die lateral inhomogene
Schadensverteilung andererseits zu verbessern. Ein besseres Verständnis ist die Grundlage für
zukünftige risikomindernde Maßnahmen.
"Vulkanforschung heute"
Dr. Thomas Walter, GFZ Potsdam
Die dynamische Lebendigkeit der Erde zeigt sich in der dramatischsten und anschaulichsten
Form bei Vulkanausbrüchen. Mit etwa 50 bis 60 Eruptionen bleibt die Anzahl der
Vulkanausbrüche nahezu konstant - ganz im Gegensatz zu den geradezu rasanten
technologischen und methodischen Entwicklungen der letzten 15 Jahre. Die Arbeitsweise der
Vulkanforscher hat sich seither grundlegend verändert: nicht der Geologenhammer und
Schutzhelm, sondern vielmehr Satellitendaten, Computermodelle und ferngesteuerte
Messsysteme bestimmen die Arbeitsweise der Forscher. Die physikalische Beschreibung von
Magmenbewegung im Erdinneren, deren Herkunft und chemische Zusammensetzung, und die
Kopplung von Vulkanen und deren Umfeld (Erdbeben, Klima) sind Bereiche zahlreicher
neuer Studien und Erkenntnisse, und sollen nun auch vermehrt im Rahmen der
Gefahrenanalyse und Frühwarnung Anwendung finden. Jüngstes Beispiel ist der Ausbruch
des Merapi (Java) und das Bantul-Erdbeben vor Javas Küste im Mai 2006.
"Meteorologische Extremereignisse in Europa und ihre zukünftige Entwicklung"
Dr. Gregor Leckebusch, FU Berlin
Immer häufiger wird durch ein breites Medieninteresse die Aufmerksamkeit der
Öffentlichkeit auf „Wetter-Katastrophen“ gelenkt. So scheinen unterschiedlichste Extreme
immer häufiger in Europa aufzutreten: so z.B. drei verheerende Winterstürme im Dezember
1999 (Anatol, Lothar und Martin), die „Jahrhundert-Flut“ der Elbe und ihrer Zuläufe im
Sommer 2002, gefolgt von dem Rekord-Sommer 2003 mit seinen ausgeprägten Hitzewellen
und einer europaweiten Dürreperiode. In dem Vortrag soll der Frage nachgegangen werden,
wie sich diese „Einzelereignisse“ in den Kontext natürlicher bzw. anthropogener
Klimavariabilität einordnen lassen. Können anhand der Ursachen von Extremereignissen
(diese werden exemplarisch aufgezeigt) Aussagen über eine mögliche zukünftige
Entwicklung europäischer „Wetterextreme“ gemacht werden? Wie sieht eine mögliche
Zukunft aus?
"Ich denke nie an die Zukunft, sie kommt bald genug."
Über die Genauigkeit und Leistung von Wetter- (und anderen)
Vorhersagen
Dr. Martin Göber, Deutscher Wetterdienst Offenbach
Ein wichtiger Test für eine Theorie besteht in der Vorhersage noch nicht bekannter
Beobachtungen. Die Wettervorhersage ist der berühmteste (und berüchtigste) Test über unser
Verständnis der Komplexität des Klimasystems. Die routinemäßige, objektive Überprüfung
der Vorhersagen liefert den Nutzern der Vorhersagen Informationen über die erwartete
Vorhersagegenauigkeit und unterstützt die Wissenschaftler in der Verbesserung der
Vorhersagemethoden. Die Genauigkeit der Wetterprognosen hat sich in den vergangenen
Jahren erhöht auf allen Zeitskalen von wenigen Minuten (Tornados), über Stunden (Gewitter)
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und Tage (Tiefdruckgebiete) bis hin zu Jahreszeiten (El Nino). Manche Vorhersagefehler sind
mittlerweile unmerkbar klein (z.B. bei der Temperaturprognose), andere bleiben eine große
Herausforderung (Starkregen). Die Aufmerksamkeit richtet sich immer mehr auf die
Quantifizierung der Unsicherheit von Vorhersagen und die optimale Nutzung unsicherer
Vorhersagen für die Entscheidungsfindung im Katastrophenschutz oder in der Wirtschaft. Bei
der Vorhersage extremer Ereignisse stehen die Meteorologen vor ähnlichen
Herausforderungen und nutzen ähnliche Handlungsstrategien wie Mediziner, Juristen oder
Militärs.
"Der Regenbogen - Wie kann und soll man sich
diesem Phänomen im Physikunterricht nähern?"
Prof. Dr. Lutz-Helmut Schön, HU Berlin
Der Regenbogen wird gern im Physikunterricht behandelt als Anwendung für die Brechung
bzw. Dispersion des Lichts. Selten wird etwas genauer auf das Phänomen eingegangen.
Dadurch werden Erscheinungen übersehen, die zum Verständnis beitragen können. Im
Vortrag soll der "klassische" Weg zum Regenbogen kurz skizziert, dann aber ein
phänomenologischer Zugang vorgestellt werden, bei dem die gründliche und systematische
Beobachtung am großen Wassertropfen im Mittelpunkt steht.
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