Deutsche UNESCO Kommission e.V.

April 2006


Ein Tsunami-Frühwarnsystem für den Indischen Ozean

Ein gemeinsames Projekt von Deutschland und Indonesien

LUTZ MÖLLER

Die globalisierte Gesellschaft vergisst nur allzu gern, wie leicht sie durch Naturkatastrophen getroffen werden kann. Allein tragische Ereignisse machen diese Verwundbarkeit immer wieder bewusst - wie der Tsunami im Indischen Ozean an Weihnachten 2004. Derartige Naturkatastrophen können nie verhindert werden, jedoch können ihre Folgen vermindert werden. Die Bundesregierung hat 2005 beschlossen, einen Beitrag dazu zu leisten, dass künftige Tsunamis im Indischen Ozean weniger Menschenleben kosten. Zusammen mit Indonesien baut Deutschland ein Tsunami-Frühwarnsystem für Indonesien auf. Es ist Teil eines regionalen Frühwarnsystems im Indischen Ozean, dessen Aufbau von der Zwischenstaatlichen Ozeanographischen Kommission der UNESCO koordiniert wird.

Wenn sich der Meeresboden plötzlich hebt oder senkt oder es an der Küste oder unter Wasser zu großflächigen Erdrutschen kommt, werden in Sekunden große Mengen Meerwasser bewegt. Solch ein Ereignis breitet sich als "Störung" im gesamten Meer oder Ozean aus - nicht auf der Meeresoberfläche, im gesamten Wasservolumen. Dieses Phänomen wird als Tsunami bezeichnet.

Deutschland unterstützt den Aufbau eines Tsunami-Frühwarnsystems im Indischen Ozean. Im November 2005 hat das Forschungsschiff Sonne die ersten Bojen vor Indonesien ausgesetzt.

Tsunamis

Ein Tsunami ist physikalisch leicht zu beschreiben, aber anschaulich ist diese Naturerscheinung keinesfalls. Das japanische Wort "Tsunami" bedeutet "Hafenwelle", eine Welle, die urplötzlich aus dem Nichts erscheint und auf die Küstenlinie zurast. Tsunamis sind durch die Schwerkraft verursachte Energiewellen, keine Wasserwellen: Die Wassermoleküle werden lediglich über winzige Entfernungen bewegt. Tsunamis haben auf offener See eine vergleichbar geringe Höhe, meist weniger als ein Meter, aber eine enorme Geschwindigkeit von bisweilen über 500 km/h. In der Nähe der Küste verlangsamt sich der Tsunami und türmt sich auf zu einer hohen Wasserwand, die einer rasend schnellen, endlosen Flut gleicht. Der eigentliche Schaden entsteht erst durch die enormen Wassermassen, die hinter der ersten Welle die Küste überfluten.

Die meisten Menschen waren auf den Tsunami nicht vorbereitet. Am 26. Dezember 2004 schnellte der Meeresboden 150 Kilometer westlich von Sumatra am Rande zweier tektonischer Platten um über 15 Meter empor. Diesem unglaublichen Erdbeben mit einer Stärke von 9.3 auf der Richterskala, dem zweitstärksten Beben seit Beginn wissenschaftlicher Aufzeichnungen, folgten für zehn Minuten Erdstöße auf einer Länge von etwa 1.200 Kilometern. Der Tsunami als unmittelbare Folge machte das Erdbeben zu einer Katastrophe, die für mehr als 250.000 Menschen am Indischen Ozean den Tod bedeutete.

Tsunamis sind unberechenbar und können nicht verhindert werden. Moderne Technologie kann allerdings für eine schnelle Entdeckung von Tsunamis sorgen und so die Chancen erhöhen, rechtzeitig alle Betroffenen zu warnen. Für den Pazifik, der weltweit am schwersten betroffenen Region, hatte die Zwischenstaatliche Ozeanographische Kommission der UNESCO (Intergovernmental Oceanographic Commission, IOC) bereits 1968 ein Tsunami-Frühwarnsystem aufgebaut. Ein solches Warnsystem fehlte im Indischen Ozean. Dies führte zu der Katastrophe im Dezember 2004.

Ein Frühwarnsystem für den Indischen Ozean

Die Bojen verfügen über umfangreiche technische Ausrüstungen, versorgt werden sie mit Solarenergie.

Nur elf Minuten nach dem Beginn des Bebens in der Sumatra-Region, das den Tsunami auslöste, erreichten die seismischen Wellen die in Europa stationierten Seismometer. Zwei Minuten später waren die Daten vollautomatisch analysiert, das Erdbeben war im Detail lokalisiert und augenblicklich konnte eine Erdbebenwarnung veröffentlicht werden - noch bevor der Tsunami die direkt benachbarte Küste von Sumatra traf. Aber es war weder möglich, die zerstörerischen Folgen des Tsunami vorauszusagen, noch existierte eine Infrastruktur, um die Warnung gezielt in die betroffenen Regionen am Indischen Ozean weiterzuleiten.

Die deutsche Bevölkerung reagierte mit Hilfsinitiativen und Spenden in Höhe von Hunderten Millionen Euro. Aber die Bundesbehörden wollten noch mehr tun, um in Zukunft die Folgen derartiger Katastrophen zu vermeiden.

Die Aufmerksamkeit richtete sich auf das seismologische Forschungsnetzwerk GEOFON, das in den 90er Jahren durch das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) aufgebaut worden war. GEOFON ist heute zum internationalen Standard geworden, es arbeitet in Echtzeit und verbindet weit über hundert Beobachtungsstützpunkte untereinander. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung beauftragte die Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren, zu der das GFZ gehört, mit der Entwicklung eines Tsunami-Frühwarnsystems (Tsunami Early Warning System, TEWS) für den Indischen Ozean, das zu einem späteren Zeitpunkt auch im Mittelmeer und im Atlantik eingesetzt werden könnte.

Das TEWS ist ein komplexer, hochinnovativer Technologiemix, bestehend aus Seismometern, GPS-Stationen (Global Positioning System), Hochseebojen, Wasserstandspegeln und Satelliten-Überwachung. Zu Beginn des Jahres 2005 erklärte die Republik Indonesien ihr Interesse an einer engen Zusammenarbeit mit Deutschland in der TEWS-Entwicklung. Da Indonesien sich in der Nähe eines Gebietes mit höchster seismischer Aktivität befindet, ist es der mit Abstand am meisten gefährdete Anrainerstaat des Indischen Ozeans. Das deutsche und das indonesische Forschungsministerium unterzeichneten am 14. März 2005 eine gemeinsame Erklärung zum Aufbau des TEWS und der hierzu benötigten personellen und institutionellen Kapazitäten in den indonesischen Behörden und Organisationen.

Das deutsch-indonesische Frühwarnsystem ist ein offenes System. Es wird in das umfassende regionale Frühwarnsystem für den Indischen Ozean (Indian Ocean Tsunami Warning System, IOTWS) integriert werden, dessen Aufbau von der IOC der UNESCO koordiniert wird.

Das deutsch-indonesische TEWS entspricht höchsten Qualitätsstandards:

  • schnellstmögliche und detaillierte Erstellung von Tsunami-Warnungen, einschließlich der zu erwartenden Schäden;
  • hohe Verlässlichkeit der Warnungen und Robustheit;
  • offener Zugang zu allen Daten und klar beschriebene Schnittstellen.


Diese Standards erlauben es, aus anderen Quellen bezogene, kompatible Daten sowie von anderen Projekten eingerichtete Instrumentennetzwerke mit einzubeziehen. So kann das deutsch-indonesische TEWS vollständig in regionale Überwachungs- und Warn-Netzwerke wie das IOTWS integriert werden. Die Nachbarländer können die Daten des TEWS für Tsunami-Warnungen innerhalb ihres eigenen Territoriums verwenden. Das TEWS soll vor allem die unmittelbare Gefahr der Tsunamis abwenden. Später kann es ausgebaut werden als Frühwarnsystem für eine Vielzahl möglicher Gefahren, zum Beispiel auch Vulkanausbrüche. Eine derartige umfassende Konfiguration ist geeignet, langfristig einen wirtschaftlichen Systembetrieb zu sichern.

Bestandteile des TEWS

Die einzelnen Bestandteile des Frühwarnsystems bilden ein integriertes System zur Verarbeitung von Daten und Messergebnissen, eine durchgängige Kette von der Messung über Erkennung und Auswertung zur Prognose. In einem ersten Schritt wird das GEOFON-Netzwerk in großem Umfang erweitert. Der deutsch-indonesische Gesamtplan sieht 40 neue Seismometer-Stationen vor, davon 20 in Indonesien, die alle in Echtzeit arbeiten und über Breitband-Satellitenkommunikation frei verfügbare Daten liefern. Diese Erweiterung des GEOFON-Netzwerks wird ergänzt durch ein erweitertes Netzwerk von GPS-Stationen, die den Verformungszustand der Erdoberfläche überwachen. Die Überwachung solcher Verformungen wird präzise Informationen über die Wahrscheinlichkeit eines Tsunami im Falle eines gemessenen Erdbebens liefern.

Standorte der vorhandenen und der geplanten neuen Seismometer. Quelle: BMBF
Karte: Standorte der vorhandenen und der geplanten neuen Seismometer

Auswertung der Daten zur Vorhersage von Tsunamis

Die Messung eines Erdbebens und seiner grundlegenden Eigenschaften ist die Voraussetzung eines Tsunami-Warnsystems, reicht allein aber noch nicht aus. Eine wesentliche Bedingung ist die Vermeidung von Fehlalarmen. Jeder Fehlalarm verringert die Sensibilität der betroffenen Bevölkerung. Fehlalarme werden vermieden durch unterschiedliche Messsysteme. Druckpegel auf dem Meeresboden erkennen Druckunterschiede, die ein vorbeiziehender Tsunami auslöst. Hochseebojen mit GPS-Antennen und Satellitenkommunikationskanälen spüren die passierende Tsunamiwelle auf. Die Einrichtung von Wasserstandspegeln auf der Küste vorgelagerten Inseln sorgt für zusätzliche Anhaltspunkte zur Messung der seismischen Aktivitäten. Dieser komplexe Technologiemix erlaubt verlässliche Aussagen, ob das aufgezeichnete Erdbeben tatsächlich einen Tsunami ausgelöst hat und welches Bedrohungspotential dieser besitzt.

Die GPS-gestützten Bojen stellen eine echte technologische Herausforderung dar. Wegen der klimatischen Bedingungen in den Tropen müssen sie äußerst robust sein. Die ersten beiden Bojen wurden im August 2005 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung an Indonesien übergeben. Im November wurden in Indonesien die ersten Hochseebojen der Hamburger Behrens-Werft durch das deutsche Forschungsschiff "Sonne" zu Wasser gelassen, und am GFZ in Potsdam wurden fünf neue seismische Stationen für Indonesien verladen.

Prognose möglicher Schäden

Jeder Tsunami hat unterschiedliche Auswirkungen auf die betroffene Küstenlinie, abhängig vom Küstenprofil und der Meerestopographie. Zur Prognose der Auswirkungen eines Tsunami müssen dessen Eigenschaften gemessen und mit im Voraus berechneten Simulationen und theoretischen Modellen verglichen werden. Dazu werden der Tiefseeboden, Kontinentalplatte, Festlandsockel und die Küstenlinie detaillierter vermessen als je zuvor. Auf der Grundlage dieser Messungen werden Modelle erstellt und in umfangreichen Simulationen unter allen erdenklichen Bedingungen durchgespielt. Die Ergebnisse der Simulationen dieser Modell-Tsunamis werden in Datenbanken gespeichert, so dass bei Eintreten eines echten Tsunami dessen Eigenschaften mit den Datenbanken abgeglichen werden können. Dieses Vorgehen erlaubt präzise Aussagen über mögliche Schäden durch den Tsunami.

Veröffentlichung der Warnung

Alle für die Tsunami-Warnungen benötigten Daten werden in einem nationalen Datenzentrum für Indonesien gesammelt, analysiert und ausgewertet. Dieses Datenzentrum ist auch dafür verantwortlich, Warnungen auf nationaler Ebene zu veröffentlichen. Aber die Reihe erforderlicher Maßnahmen im Rahmen des TEWS ist damit noch nicht zu Ende: Damit die Warnungen die betroffenen Gemeinden auch erreichen, müssen Kommunikationsnetze eingerichtet werden. Die Einwohner, insbesondere die Kinder, müssen geschult und trainiert werden, wie sie sich bei einer Tsunami-Warnung richtig verhalten. Allgemeine Mindestanforderungen und Qualitätsstandards sind zu definieren für die Katastrophenvorsorge, Bereitschaftsplanung, die Aufstellung von Notfallplänen und Kommunikationsstrategien. All diese Komponenten werden Bestandteile des TEWS sein.

Umsetzung

Während der nächsten drei Jahre werden in Indonesien die neuen Messstationen und das nationale Datenzentrum aufgebaut, und für weitere zwei Jahre wird Deutschland den laufenden Betrieb des TEWS unterstützen. Deutschland fördert Indonesien beim Aufbau der notwendigen personellen und institutionellen Kapazitäten, beispielsweise durch Schulungen für Wissenschaftler, Ingenieure und politische Entscheidungsträger. Gegenstand der Schulungen sind sowohl die Technik als auch das Management des Systems. Die bei der Einführung gesammelten Erfahrungen werden entscheidend sein, ob und wie der Technologiemix des TEWS in ein zukünftiges globales Tsunami-Frühwarnsystem integriert werden kann.

Auf dem Weg zu einem globalen Frühwarnsystem

2005 wurde international vereinbart, dass die Zwischenstaatliche Ozeanographische Kommission der UNESCO den Aufbau des Tsunami-Frühwarnsystems auf regionaler und globaler Ebene koordinieren wird. Die wesentliche Rolle der IOC wurde auf einer Reihe internationaler Konferenzen im Januar 2005 hervorgehoben, so bei dem Treffen der ASEAN-Staaten (Vereinigung der südostasiatischen Staaten), der Weltkonferenz zur Katastrophenvorsorge in Kobe, Japan, und bei der Ministerkonferenz in Phuket, Thailand. Die UNESCO richtete das "Erste Internationale Koordinierungstreffen zur Entwicklung eines Warnungs- und Schadenminderungs-Systems gegen Tsunamis für den Indischen Ozean im Globalen Rahmen" in Paris aus und die Folgeveranstaltung in Grand-Baie, Mauritius, vom 14. bis 16. April 2005. Deutschland war unter den Ländern, die sich auf diesem letzten Treffen zu bedeutenden finanziellen Unterstützungsleistungen verpflichtet haben.

Ende Juni 2005 etablierte die 23. Generalversammlung der IOC formell die Zwischenstaatliche Koordinierungsgruppe für das Warn- und Schadenminderungssystem gegen Tsunamis im Indischen Ozean (Intergovernmental Coordination Group for the Indian Ocean Tsunami Warning and Mitigation System, ICG/IOTWS). Während der 33. Generalkonferenz der UNESCO im Oktober 2005 wurde der Prozess des Aufbaus eines weltweiten Frühwarnsystems auf hoher politischer Ebene nachdrücklich begrüßt.

Regionale Tsunami-Frühwarnsysteme

Außer dem Tsunami-Frühwarnsystem im Indischen Ozean plant und koordiniert die Zwischenstaatliche Ozeanographische Kommission der UNESCO die Einrichtung weiterer regionaler Tsunami-Frühwarnsysteme:

Mittelmeer und Nordostatlantik: Vor den Küsten Europas soll ein Tsunami-Frühwarnsystem ab Dezember 2007 einsetzbar sein. Tsunamis sind auch im Mittelmeer bereits aufgetreten und hier aufgrund der kurzen Entfernungen besonders gefährlich, da die Vorwarnzeiten sehr kurz sind. Istanbul ist nach Kathmandu die weltweit am meisten durch Erdbeben gefährdete Großstadt. Nach dem schweren Erdbeben im Jahr 1755 hatte ein Tsunami die portugiesische Hauptstadt Lissabon getroffen. In der sizilianischen Hafenstadt Messina starben 1908 durch einen Tsunami 85.000 Menschen. Die Zwischenstaatliche Koordinierungsgruppe für das Frühwarn- und Schadenminderungssystem gegen Tsunamis im Nordostatlantik, dem Mittelmeer und angrenzenden Meeren (Intergovernmental Coordination Group for the Tsunami Early Warning and Mitigation System in the North Eastern Atlantic, the Mediterranean and connected Seas, ICG/NEAMTWS) tagte zum ersten Mal am 21./22. November 2005 in Rom. 150 Teilnehmer aus 24 Staaten beteiligten sich an der Sitzung. Bis Dezember 2006 soll ein Aktionsplan vorgelegt werden, bis Ende 2007 sollen die ersten Komponenten des Systems operativ laufen.

Karibik: Auch hier wird der Aufbau eines Tsunami-Frühwarnsystems geplant, denn es besteht eine Bedrohung durch tektonische Verschiebungen der nordamerikanischen und karibischen Erdplatten und Unterwasser-Lawinen vor der nördlichen Küste von Puerto Rico, die Distanzen sind wiederum relativ kurz. Der letzte Tsunami in der Region im Jahre 1946 kostete 1.800 Menschen das Leben. Die Zwischenstaatliche Koordinierungsgruppe für das Frühwarn- und Schadenminderungssystem gegen Tsunamis und andere Küstengefahren in der Karibik und angrenzenden Meeren (Intergovernmental Coordination Group for the Tsunami and other Coastal Hazards Early Warning and Mitigation System in the Carribbean and adjacent regions, ICG/CARTWS) tagte erstmals vom 10. bis 12. Januar in Barbados.

Deutschland übernimmt mit dem Aufbau des Tsunami-Frühwarnsystems in Indonesien eine Vorreiterrolle und ist einer der wichtigsten Förderer der IOC in personeller und finanzieller Hinsicht.

DR. LUTZ MÖLLER ist Wissenschaftsreferent der Deutschen UNESCO-Kommission.


Weitere Informationen

Webseiten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung zum TEWS
http://www.bmbf.de/de/4879.php
http://www.bmbf.de/de/2402.php

GeoForschungsZentrum Potsdam
http://www.gfz-potsdam.de

Forschungsschiff Sonne der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
http://www.bgr.de/fs_sonne

Internationales Tsunami-Informationszentrum der IOC
http://ioc3.unesco.org/itic/

Website der IOC für das Tsunami-Frühwarnsystem im Indischen Ozean
http://ioc3.unesco.org/indotsunami/

Website der IOC für das Tsunami-Frühwarnsystem im Nordostatlantik und im Mittelmeer
http://ioc3.unesco.org/neamtws/

Website der IOC für das Tsunami-Frühwarnsystem in der Karibik
http://ioc3.unesco.org/cartws/

 
unesco heute online • Redaktion: Dieter Offenhäußer / Kurt Schlünkes
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