EWRICA: Früh-Warnung und schnelle Impakt-Folgen Abschätzung nach Erdbeben mittels Echtzeit GNSS Daten im Mittelmeerraum

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EWRICA

EWRICA: Früh-Warnung und schnelle Impakt-Folgen Abschätzung nach Erdbeben mittels Echtzeit GNSS Daten im Mittelmeerraum

01.02.2020 bis 31.01.2023


Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Sektion 2.5: Geodynamische Modellierung
Telegrafenberg
14473 Potsdam

Universität Potsdam, Institut für Geowissenschaften

Geoforschung für Nachhaltigkeit (GEO:N)

Frühwarnung vor Naturgefahren

Hochgenaue Echtzeitanwendungen des Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) sind in jüngster Zeit für Anwendungen im Bereich der Überwachung und Früherkennung von Naturgefahren ins wissenschaftliche Interesse gerückt. Moderne GNSS-Empfänger gekoppelt mit Hochleistung-Softwareprozessierung ermöglichen zentimetergenaue Detektion und Vermessung der Bodenverschiebungen schon in der Echtzeit. Registriert ein dafür konzipiertes GNSS-Netzwerk solche Verschiebungen während eines Erdbebens, sind entsprechende Inversionsalgorithmen dazu fähig, aus den oberflächigen Daten den Herdmechanismus des Bebens abzuleiten. Dieses Wissen öffnet ein Tor zur schnellen quantitativen Prognose von Erdbeben Impakt-Folgen und birgt ein großes Potenzial zur Verbesserung von Erdbeben- und Tsunami-Frühwarnsystemen in Europa, insbesondere im Bereich der seismisch hochaktiven Gürtel entlang des Mittelmeeres. Eine gemeinsame Prozessierung von GNSS und Beschleunigungssensoren hat wesentliche Vorteile gegenüber traditionellen (tele-)seismischen Einsätzen, wie z. B. die präzise Vermessung von starken Bodenverschiebungen im Nahfeld des Bebens.

Ziel des EWRICA-Projekts ist es, durch Kombination von kollokierten Echtzeit-GNSS und Akzelerometer Daten robuste Herd- und Bodenbewegungsmodelle kurz nach einem Erdbeben in der Region Italien/Griechenland zu erstellen, um daraus Sekundäreffekte wie Hangrutschungen und Tsunamis abzuleiten sowie Gebiete zu identifizieren, in denen aufgrund der vorhergesagten Bodenunruhen mit Gebäudeschäden und Einstürzen zu rechnen ist. Es ist geplant, die Echtzeitprozessierung von GNSS-Daten aus dem Bestand italienischer (Instituto Nazionale de Geofisica e Vulcanologia) und griechischer (National Observatory Athens) Kooperationspartner zu verbessern. Im Zuge des Projekts soll eine automatische gemeinsame Prozessierung von GNSS und Beschleunigungssensoren (Akzelerometer) in Echtzeit entwickelt und daraus seismische Bodenverschiebungen und Bruchcharakterisierungen abgeleitet werden. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Weiterentwicklung von Methoden und Algorithmen zur schnellen Abschätzung der Erdbebenimpaktfolgen (Bodenerschütterung, koseismische Hangrutschungen und Tsunamis). Im Ergebnis soll eine exemplarische Integration von Prozessierungs- und Modellierungstools in einem Echtzeit-Prototypsystem bei unseren Partnern in Italien und Griechenland erfolgen. Den Abschluss der Arbeiten bilden Blind- und Härtetests des Gesamtsystems anhand historischer und fiktiver (simulierter) Erdbebenereignisse. Die dabei entwickelten Software-Werkzeuge werden frei verfügbar bereitgestellt.