DPMA - Erfinderaktivitäten 2006/2007

Tsunami-Frühwarnsysteme
Dr. Klaus Wollny, Abt. 1.52
Der Artikel erörtert anhand von ausgewählten Patentanmeldungen und Fachartikeln die Frage, ob der
weltweit beachtete Tsunami vom 26.12.2004 einen nachweisbaren Innovationsschub auf dem Gebiet der
Tsunami-Frühwarnsysteme ausgelöst hat. Es wird hierbei auf die Entwicklungsgeschichte der
Frühwarnsysteme eingegangen, der Aufbau ihrer Sensorik erklärt und erläutert, wie aus Daten eines
Ereignisses, das die Ursache eines Tsunamis sein kann, eine Gefahrenpotenzialaussage gewonnen wird.
1. "Weihnachtstsunami 2004" und die Folgen
Vielen Menschen in unserem Land ist das japanische Wort
"Tsunami" erst seit dem 26.12.2004 ein Begriff. Es steht
heute synonym für eine Meereswelle, die in Südostasien
mehr als 230.000 Menschen das Leben gekostet hat.
Hunderttausende wurden obdachlos, landwirtschaftliche
Nutzflächen, die Infrastruktur und die Lebensgrundlage
von Millionen Menschen wurden innerhalb weniger
Minuten vernichtet. Neben Ohnmacht und Trauer löste
dieses Ereignis auch eine weltweite Hilfsbereitschaft für
die Betroffenen aus. Zum einen zeigte sich dies in der
vergleichsweise schnellen und direkten humanitären Hilfe
zum Wiederaufbau sowie zur Linderung der größten Not
im Alltag. Zum anderen aber auch in dem Versprechen,
global die Forschungsgelder für die Geowissenschaften
und den Katastrophenschutz zu erhöhen. Dies schloss
insbesondere auch die Entwicklung effizienter Tsunami-
Frühwarnsysteme für gefährdete Gebiete im Rahmen
internationaler Projekte mit ein.
Seitdem sind 30 Monate vergangen und man fragt sich
berechtigterweise, was aus diesen Plänen und
Absichtsbekundungen geworden ist. Wurden neue
Ansätze zum Schutz der Menschen und Sachgüter zur
Praxisreife entwickelt und in den gefährdeten Gebieten
realisiert? Gab es einen echten Innovationsschub, den
man aus Veröffentlichungen (z.B. [1],[14]) und der Art und
Zahl der Patentanmeldungen zum Thema ableiten kann?
Mit diesen Fragen und der geschichtlichen Entwicklung
der Tsunami-Frühwarnsysteme möchte sich dieser Artikel
beschäftigen. Zu diesem Zweck wird versucht, aus der
Patentliteratur, aus Beiträgen in Fachzeitschriften und
Internetquellen einen aktuellen Überblick zu gewinnen.
2. Grundbegriffe zum Thema Tsunami
2.1. Entstehung und Aufsteilungseffekt
Ein Tsunami ist eine hauptsächlich von Seebeben und
submarinen Hangrutschungen ausgelöste Meereswelle.
Sie tritt i.W. dann auf, wenn das auf dem Meeresboden
auflastende Wasser – oft auch "Wassersäule" genannt –
mechanisch abrupt zu einer Bewegung in der Senkrechten
gezwungen wird. Dies kann z.B. bei einem Erdbeben in
der Tiefsee durch den vertikalen Versatz zweier
tektonischer Platten verursacht sein, wobei die
Wassersäule kurzzeitig absackt oder angehoben wird.
Solch ein Vorgang ist mit einem großen Energieumsatz
verbunden. Diese Energie breitet sich als Meereswelle
konzentrisch von ihrem Entstehungsort aus.
Die Amplitude dieser Welle hängt vom ursprünglichen
Energieeintrag bei der Entstehung der Welle und von der
jeweiligen Meerestiefe auf ihrem Ausbreitungsweg ab. So
kann es z.B. aufgrund der Unterwassertopographie auch
zu Brechungseffekten kommen, die die Richtung der
Wellenausbreitung beeinflussen.
Bewegt sich die Welle z.B. aus dem Tiefwasserbereich
ihrer Entstehung in den Flachwasserbereich einer Küste,
wächst ihre Amplitude um so mehr, je flacher die Küste ist.
Geht man nun von einem ursprünglich mit demselben
Energieinhalt ausgestatteten Tsunami aus, kann es
abhängig von der Geometrie der Küste (Steilküste,
Schelfgebiet, Fjord, etc.) zu sehr unterschiedlichen
Intensitäten und Höhen der Wellenfront direkt an der
Küste kommen. Details zur Physik von Meereswellen sind
der Fachliteratur zu entnehmen (z.B. [2]).
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