Frank Mostaert

Tsunami
Frank Mostaert
Inhoudstafel
• Wat zijn tsunami’s? Beschrijving van het
fenomeen
– Geologisch fenomeen
– Hydraulisch fenomeen (op oceaan, tegen de kust)
• Ook in België?
• Waarschuwingsystemen – risicobenadering
(meten, modelleren, data-management,
verwittigen)
• Mitigerende maatregelen
• Kritische beschouwingen en besluiten
Definitie tsunami
Tsunami is een Japans woord en staat voor tsu dat 'haven' betekent en
nami dat 'golf' betekent. Japanse havensteden zijn vaak door een
tsunami getroffen. Het een verwoestend natuurverschijnsel waarbij
een vloedgolf uit de zee met een enorme kracht het land overspoelt
Een tsunami is een golftrein (geen eenlinggolf) met meerdere (tot een
10-tal) golven. De golfperiode (P) van dergelijke golven kan
variëren van 10 minuten en 2 uur.
In een waterdiepte van grootte-orde 4000 m is de golflengte (L) 100 à
1000 km. De golfhoogte is gering (<1m) in de oceaan, tot meer dan
30 m aan de kust.
Omdat de verhouding van de waterdiepte tot de golflengte zeer klein is,
is dit een ondiep water golf (L is groot t.o.v waterdiepte d) (vergelijk
met getijden).
Hun voortplantingssnelheid is gelijk aan (de wortel uit het product van
de valversnelling g (9.8 m/s²) en de waterdiepte d). In diezelfde
waterdiepte van grootte-orde 4000 m is de voortplantingssnelheid
dus ongeveer 700 km/u.
TSUNAMIS
Wat en Hoe
Meestal gegenereerd door ondiepe aardbevingen
Plotse verplaatsingen van zeewater
Ook submariene massabewegingen, vulkanisme en
impacts van kometen
Meeste Tsunami ontstaan hier
TSUNAMI 0PWEKKING
Waar en Hoe
• Minder frequent door
sub-aerische en
submariene
massabewegingen
• Infrequent bij vulkaanuitbarstingen
• Zelden door
meteorieten
Lokale
tsunami
Maat voor
impact
van van
een
Maat
voordede
impact
tsunami
TSUNAMI
• Aardbeving: schaal van Richter (Ms) –
schaal van Mercali (I tot XII)
• Tsunami: Imamura-Iida schaal (m)
– Magnitude Tsunami mt (golfhoogte aan kust)
– Schaal van -2 tot +5
– f(Ms, Diepte aardbeving, dikte waterkolom)
• Run-up en run-in
• Schade (monetair)
• Slachtoffers
TSUNAMI
Geologische context
•
•
•
•
Waar kunnen tsunami worden opgewekt?
Welke mechanismen zitten er achter?
Welke frequentie van voorkomen?
Gespreid risico of risicozones?
TSUNAMIS
door
AARDBEVINGEN
•Zware aardbevingen
(>8.5-9.0)
•Hypocentrum ondiep
onder zeebodem (< 50 km)
•Subductie zones
•Plotse verplaatsing
•Beweegt bovenliggende
waterkolom die golf
genereert
Aardbevingen - platentektoniek
Platen
Platen en onderzees reliëf
Meten van aardbevingen
Voortplanting golven in
korst, lithosfeer, mantel
Snelheid in functie medium.
Aankomsttijd in functie
afstand en doorlopen
medium
Primaire, secundaire,
oppervlaktegolven
(longitudinale, transversale)
Seismometers (3D)
Seismogrammen
Epicentrum
Seismogram van de Indonesië aardbeving van 26 december 2004
Hypocentrum
Schaal van Richter
Schaal van Mercali
16 november 2005
TSUNAMIS
Vulkaanuitbarstingen
Santorini, 1500 BC
Krakatau, 1883
– 36.000 doden
– Run-up tot 40 m, run-in tot 5 km
– 10 km³ uitgestoten waarvan 20km³ een 40 m dikke laag
pyroklasten vormden over 300 km²
– Caldera van 6km diameter, 270 m diep
– Grootste ontploffing tot 4800 km afstand gehoord (equivalent van
200 megaton atoombommen
– Tsunami-effect (golfhoogte) 5 m in Jakarta, 1,3 m in Nieuw
Zeeland, 55 cm in Le Havre, 35 cm in San Francisco, 41 cm in
Alaska
Santorini, 1500 BC
Krakatau, 1883
TSUNAMIS
Massabewegingen
• Voorbeelden landslides
– 1964 Valdèz Alaska
• Voorbeelden Vulkanische eilanden:
– Canarische eilanden
– Hawaii
• Voorbeelden continentale helling:
– 1929 Grand Banks Earthquake Newfoundland
– 7900 BP Storrega
Storegga Slide, 7900 BP
Grand Banks, 1929
• Ms 7.2
• Massabeweging langs continentale helling
en aardbeving
• Schade: telegraafkabels – 29 doden –
400.000 $
• Turbiditeitsstromen in de oceaan
Lituya bay Alaska 1958
•
A record-breaking tsunami occurred in 1958
in Lituya Bay, Alaska, causing the water in
the bay to surge as high as 1,720 feet (525
meters). That is higher than the Sears Tower
in Chicago (1,454 feet, 443 meters).
•
Lituya Bay, located within Glacier Bay
National Park, along Alaska's southeastern
coast (see map above), was the site of one of
the largest local tsunamis ever recorded. On
the night of July 7, 1958, a magnitude 8.0
earthquake occurred along the Fairweather
Fault, the trace of which runs along the far
northwestern portion of the bay. The
epicenter of this quake was a scant 13 miles
from Lityua Bay. The earthquake caused a
large landslide in the bay, which produced a
local tsunami of frightening size.
Valdez Alaska1964
•
•
•
•
•
Richter Ms 8.4-8.6
Moment magnitude Mw = 9.2
Mercali XI
Run up maximaal in Shoup Bay 67 m
Geïnduceerd door subductie-aardbeving
maar geassocieerde massabewegingen
met lokale tsunami.
• Alaska 106 doden, schade 84 miljoen $
TSUNAMIS
Meteorieten
• Chicxulub Yucatan Mexico (KT Krijt Tertiair)
• Near Earth Objects, NEO’s
2000 NEO’s met een diameter groter dan 1000 m, 10.000 NEO’s groter dan
500 m, 300.000 NEO’s groter dan 100 m, 150.000.000 NEO’s groter dan 10 m
(met een onzekerheid van 50% op deze aantallen).
Voor elke plaats op Aarde is de kans op een inslag van een meteoriet met een
diameter van 2 m, 10 m en 25 m respectievelijk 0.049%, 0.00249% en
0.0009%.
Hydraulisch fenomeen
• Golven
– Golflengte, periode, golfsnelheid, golfhoogte
– Lange golf (100 tot 1000 km) (golftrein)
– Ondiepwatergolf
– Snelheid afhankelijk diepte en valversnelling
TSUNAMIS
Wat en Hoe
SNELHEID FUNCTIE VAN WATER DIEPTE
Snel in diep ocean (>1000 km/h)
Traag nabij de kust (30
- 50 km/h)
HOOGTE AFHANKELIJK VAN WATERDIEPTE
Klein in oceaan
(enkele cm to 1 m)
Groeiend aan kust
(tot >30 m)
April 1, 1946 Tsunami , Hilo, Hawaii
Maximum flooding 6 meters
TSUNAMIS
Wat and Hoe
SERIE OCEAAN GOLVEN
5 TOT 60 MINUTEN TUSSEN GOLFKRUINEN
1ste GOLF NIET NOODZAKELIJK DE GROOTSTE
Arica, Chile
Peru Tsunami
23 JUN 2001 Ms 8.0
1 hr
Hilo, Hawaii
no data
Sumatra Aardbeving 2004
S.No.
Land
Aantal doden bevestigd Gewonden Vermisten
1 Indonesië
237.071
Onbekend
> 6.000
2 Sri Lanka
30.920
4.000
5.637
3 India
16.400
Onbekend
5.640
5.373
8.432
3.071
5 Myanmar
59
Onbekend
Onbekend
6 Maldiven
74
Onbekend
76
7 Maleisië
74
> 200
29
8 Somalië
+/- 300
Onbekend
Onbekend
9 Tanzania
10
Onbekend
Onbekend
10 Seychellen
1
Onbekend
7
11 Bangladesh
2
Onbekend
Onbekend
290.000
> 12.632
> 55.000
4 Thailand
Totaal
Simulatie Aleoeten aardbeving
Tsunami in België?
Toepassing van de verworven kennis
- Triggers: aardbevingen, subductiezones,
massabewegingen, vulkanen,…
- Hydraulische condities: reflectie, demping,
refractie, …
- Risico’s?
- Waarschuwingen?
- Mitigatie?
Risico’s in België
• Overstromingen in Scheldebekken, Kustvlakte,
combinaties met stormvloeden
• Haveninfrastructuur, energievoorziening
• Doorbraken zeewerende dijken
• Hoge bevolkingsdichtheid
• Geen ervaring
• Geen waarschuwingsmechanisme, geen
evacuatieplannen
• Vooral bepaald door grote potentiële schade bij
een zeer kleine kans op voorkomen
Geografische Context
Historische en geologische
indicaties
•
•
•
•
•
•
Tsunami Lissabon,1755
Storegga Landslide
Great Banks, 1929
Invloed van Krakatau
Subductie in de Caraïben
Instabiele hot spots (vulkanische eilanden)
La Palma
Waterstandverloop bij Nieuwpoort (blauw),
Oostende (groen) en Zeebrugge (rood). De
tijd is gemeten ten opzichte van het ogenblik
dat de tsunami de noordelijke rand van de
Noordzee passeerde.
Waterstandverloop bij Nieuwpoort voor een
tsunami uit het zuiden met een amplitude van
1 meter (blauw), 5 meter (groen) en 10 meter
(rood).
Van potentieel risico tot
waarschuwing
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Gevaar - Hazard
Risico= verwachte schade x kans voorkomen
Opbouw kennis en expertise
Monitoring
Databeheer
Modelleren
On-line voorspellen
Waarschuwingen
Alarm en evacuaties
Monitoring
Hoogwaterstand
•Meetgegevens
water
•Infrastructuurgegevens
•hoogteligging
Overschrijdingsfrequentie
RISICO = SCHADE x FREQUENTIE
Neerslag
Neerslag voorspelling KMI
Hoeveel? Distributie?
Verdamping
Afl
oo
p
Lokale meting
(pluviograaf)
Onverzadigde zone
Verzadigde zone
METEO MODEL
Afvoer
Waterweg Water niveau
meting
diepte
(diepgang)
Stuw
Zee
MITIGATIE
WAARSCHUWING
HYDROLOGISCH MODEL
HYDRAULISCH MODEL
BEVOLKING EN HULPDIENSTEN
Waarom is een TSUNAMI
een “HAZARD”?
Golghoogte verhoogt in ondiep water
Beste geval: snel stijgend getij
Slechtste geval: Muur van turbulent water met puin
en rotsen
Run
- u
p > 30 m
April 1, 1946
Aleutian Islands earthquake
Hilo, Hawaii
Waarom is een TSUNAMI
een gevaar (HAZARD)?
Continu gevaar voor verschillende uren
Hoog aantal slachtoffers mogelijk
GLOBALE IMPACT blind voor politieke
grenzen
Lokaal, aankomst
binnen minuten
Grote afstanden
over de oceaan
Volgende destructieve
TSUNAMI
HET IS NIET ALS,
MAAR WANNEER
BEOORDELEN
VOORBEREIDEN
WAARSCHUWEN
The height goes down over time
as the wave spreads over the
ocean and the energy is expended
on shore.
At 2 hours after the quake, it was
60 cm (about 2 feet) high.
By 3 hours 15 minutes after the
quake, that dropped to around 40
cm (about 16 inches) high.
By 8 hours 50 minutes after the
quake, the wave spread over most
of the Indian Ocean and was quite
small in most areas—5 to 10 cm (2
to 4 inches)—about the limit of the
satellite resolution.
However, the wave was still large
enough after all that elapsed time
that it was still bouncing around
in the Bay of Bengal still appears
about 25 cm high (10 inches) as
measured by the satellites.
tsunami wave height as measured by
NOOA satellites two hours after the event
TWS SYSTEM OBJECTIVES
Comprehensive, capacity:
– Assess national
tsunami risk
(Hazard assessment)
– Promote preparedness and risk
reduction against tsunami hazard
(Mitigation and Public Awareness)
– Establish a national and regional warning
system against local and regional
tsunamis (Warning guidance)
HAZARD MITIGATION - WARN
Warning System alerts all persons on
every vulnerable coast of imminent danger
• Robust, extensive communications
• Response must be:
•
•
•
•
Rapid (as soon as possible)
Accurate (minimize false warning)
Reliable (continuous operation)
Effective (to save lives)
Pacific-wide (PTWC) w/i 30 min
Regional (USA (WC/ATWC), Japan,
Russia, France, Chile) w/i 10-15 min
Local (USA, Japan, Chile) w/i 5 min
WARNING CENTER OPERATORS
Pacific, Indian Ocean, Caribbean, Mediterranean
Tsunami Warning Centers
GLOBAL
EMERGENCY
MANAGERS
Civil Defense
Local Authorities
REGIONAL
NATIONAL
TSUNAMI
SCIENTISTS
University and
Govt Researchers
Comprehensive Tsunami Risk Reduction
Stakeholders build Tsunami Resilient Community
GLOBAL RISK REDUCTION
Real time seismic, tsunami data
Wave Forecasts
based on
real- time data
IAS-TWS
Global network
of Local &
Regional WS
Preparedness,
International
modelling effort
ATWC
MED-TWS
NWPTIC
PTWC
CA-TWS
IO-TWS
SWP-TWS
Global community (scientists, disaster managers, policy
makers, locals) linked by common goal, web technology to create
tsunami-resistant communities with access to timely warnings
Wij betalen mee
• Kost van een Tsunami Warning
Systeem 23,5 miljoen EUR per jaar
• Intergovernmental Oceanographic
Commission/UNESCO
• IODE Project Office van IOC (Oostende)
• Minister Fientje Moerman brengt
500.000 EUR per jaar in voor
ondersteuning opleidingen van
experten
BESLUITEN en KRITISCHE
BESCHOUWINGEN
•
•
•
•
•
•
•
Essentieel is de monitoring van aardbevingen;
Tsunami Warning Systems overshoot?
Alles voor Tsunami, en … Pakistan?
La Palma, een hype?
De valstrikken van en door de wetenschap
Angst is de beste financier?
Veel dank voor uw aanwezigheid en voor de eer
om hier te mogen zijn.
Gratis
• Google search: watlab
• Of: http://watlab.lin.vlaanderen.be
• Artikels: rapport WLH en artikel in de
Grote Rede