tsunami - ku leuven · 2009. 10. 30. · definitie tsunami tsunami is een japans woord en staat...

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.

TSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMIS

WatWatWatWatWatWatWatWat en en en en en en en en HoeHoe

� Meestal gegenereerd door ondiepe aardbevingen

Plotse verplaatsingen van zeewater

Ook submariene massabewegingen, vulkanisme en impacts van kometen

Meeste Tsunami ontstaan hier

TSUNAMI 0PWEKKINGTSUNAMI 0PWEKKINGTSUNAMI 0PWEKKINGTSUNAMI 0PWEKKINGTSUNAMI 0PWEKKINGTSUNAMI 0PWEKKINGTSUNAMI 0PWEKKINGTSUNAMI 0PWEKKING

WaarWaarWaarWaarWaarWaarWaarWaar en Hoeen Hoeen Hoeen Hoeen Hoeen Hoeen Hoeen Hoe

• Minder frequent door sub-aerische en submarienemassabewegingen

• Infrequent bij vulkaan-uitbarstingen

• Zelden door meteorieten

Lokale

tsunami

Maat voor de impact van een 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

MaatMaatMaatMaatMaatMaatMaatMaat voorvoorvoorvoorvoorvoorvoorvoor de impact van de impact van de impact van de impact van de impact van de impact van de impact van de impact van

TSUNAMITSUNAMITSUNAMITSUNAMITSUNAMITSUNAMITSUNAMITSUNAMI

• Waar kunnen tsunami worden opgewekt?

• Welke mechanismen zitten er achter?

• Welke frequentie van voorkomen?

• Gespreid risico of risicozones?

TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI

GeologischeGeologischeGeologischeGeologischeGeologischeGeologischeGeologischeGeologische contextcontextcontextcontextcontextcontextcontextcontext

TSUNAMISTSUNAMISdoor door

AARDBEVINGENAARDBEVINGEN

•Zware aardbevingen(>8.5-9.0)

•Hypocentrum ondieponder zeebodem (< 50 km)

•Subductie zones

•Plotse verplaatsing•Beweegt bovenliggendewaterkolom die golf genereert

Aardbevingen - platentektoniek

Platen

Platen en onderzees reliëf

Meten van aardbevingenVoortplanting 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

Hypocentrum

Schaal van Richter

Schaal van Mercali

Seismogram van de Indonesië aardbeving van 26 december 2004

16 november 2005

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 van200 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

TSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMIS

VulkaanuitbarstingenVulkaanuitbarstingenVulkaanuitbarstingenVulkaanuitbarstingenVulkaanuitbarstingenVulkaanuitbarstingenVulkaanuitbarstingenVulkaanuitbarstingen

Santorini, 1500 BC

Krakatau, 1883

• Voorbeelden landslides

– 1964 Valdèz Alaska

• Voorbeelden Vulkanische eilanden:

– Canarische eilanden

– Hawaii

• Voorbeelden continentale helling:

– 1929 Grand Banks Earthquake Newfoundland

– 7900 BP Storrega

TSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMIS

MassabewegingenMassabewegingenMassabewegingenMassabewegingenMassabewegingenMassabewegingenMassabewegingenMassabewegingen

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 Towerin Chicago (1,454 feet, 443 meters).

• Lituya Bay, located within Glacier BayNational Park, along Alaska's southeasterncoast (see map above), was the site of one of the largest local tsunamis ever recorded. Onthe night of July 7, 1958, a magnitude 8.0 earthquake occurred along the FairweatherFault, the trace of which runs along the farnorthwestern portion of the bay. The epicenter of this quake was a scant 13 milesfrom 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-aardbevingmaar geassocieerde massabewegingen met lokale tsunami.

• Alaska 106 doden, schade 84 miljoen $

• Chicxulub Yucatan Mexico (KT Krijt Tertiair)

• Near Earth Objects, NEO’s

TSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMIS

MeteorietenMeteorietenMeteorietenMeteorietenMeteorietenMeteorietenMeteorietenMeteorieten

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

TSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMIS

WatWatWatWatWatWatWatWat en Hoeen Hoeen Hoeen Hoeen Hoeen Hoeen Hoeen 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, HawaiiMaximum flooding 6 meters

TSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMISTSUNAMIS

WatWatWatWatWatWatWatWat and Hoeand Hoeand Hoeand Hoeand Hoeand Hoeand Hoeand Hoe

� SERIE OCEAAN GOLVEN

5 TOT 60 MINUTEN TUSSEN GOLFKRUINEN 1ste GOLF NIET NOODZAKELIJK DE GROOTSTE

Hilo, Hawaii

Peru Tsunami

23 JUN 2001 Ms 8.0

Arica, Chile

1 hr

no data

Sumatra Aardbeving 2004

> 55.000> 12.632290.000Totaal

OnbekendOnbekend2Bangladesh11

7Onbekend1Seychellen10

OnbekendOnbekend10Tanzania9

OnbekendOnbekend+/- 300Somalië8

29> 20074Maleisië7

76Onbekend74Maldiven6

OnbekendOnbekend59Myanmar5

3.0718.4325.373Thailand4

5.640Onbekend16.400India3

5.6374.00030.920Sri Lanka2

> 6.000Onbekend237.071Indonesië1

VermistenGewondenAantal doden bevestigdLandS.No.

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

Hoogwaterstand

Overschrijdingsfrequentie

RISICO = SCHADE x FREQUENTIE

Neerslag

Neerslag voorspelling KMI

Waterweg Water niveaumeting

Afvoer

Stuw

Zee

diepte(diepgang)

METEO MODEL

HYDROLOGISCH MODEL HYDRAULISCH MODEL

Hoeveel? Distributie?

Verdamping

Onverzadigde zone

Verzadigde zone

Lokale meting(pluviograaf)Afloop

MITIGATIEMITIGATIEMITIGATIEMITIGATIE

WAARSCHUWINGWAARSCHUWINGWAARSCHUWINGWAARSCHUWING

BEVOLKING EN HULPDIENSTEN

Monitoring•Meetgegevenswater

•Infrastructuur-gegevens

•hoogteligging

WaaromWaarom is is eeneen TSUNAMI TSUNAMI

eeneen “HAZARD”?“HAZARD”?

� Golghoogte verhoogt in ondiep water

Beste geval: snel stijgend getij

Slechtste geval: Muur van turbulent water met puinen rotsen

Run- up > 30 m

April 1, 1946

Aleutian Islands earthquake Hilo, Hawaii

WaaromWaarom is is eeneen TSUNAMI TSUNAMI

eeneen gevaargevaar (HAZARD)?(HAZARD)?

� Continu gevaar voor verschillende uren

� Hoog aantal slachtoffers mogelijk

� GLOBALE IMPACT blind voor politiekegrenzen

� Lokaal, aankomst

binnen minuten

� Grote afstanden

over de oceaan

�� BEOORDELENBEOORDELEN

�� VOORBEREIDENVOORBEREIDEN

�� WAARSCHUWENWAARSCHUWEN

VolgendeVolgende destructievedestructieve

TSUNAMITSUNAMI HET IS NIET ALS,HET IS NIET ALS,HET IS NIET ALS,HET IS NIET ALS,HET IS NIET ALS,HET IS NIET ALS,HET IS NIET ALS,HET IS NIET ALS,

MAAR WANNEERMAAR WANNEERMAAR WANNEERMAAR WANNEERMAAR WANNEERMAAR WANNEERMAAR WANNEERMAAR WANNEER

tsunami wave height as measured byNOOA satellites two hours after the event

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.

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)

TWS SYSTEM OBJECTIVESTWS SYSTEM OBJECTIVES

HAZARD MITIGATION HAZARD MITIGATION -- WARNWARN

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

Comprehensive Tsunami Risk Reduction Stakeholders build Tsunami Resilient Community

WARNING CENTER OPERATORSWARNING CENTER OPERATORSWARNING CENTER OPERATORSWARNING CENTER OPERATORSWARNING CENTER OPERATORSWARNING CENTER OPERATORSWARNING CENTER OPERATORSWARNING CENTER OPERATORSPacific, Indian Ocean, Caribbean, Mediterranean Pacific, Indian Ocean, Caribbean, Mediterranean

Tsunami Warning CentersTsunami Warning Centers

TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI TSUNAMI

SCIENTISTSSCIENTISTSSCIENTISTSSCIENTISTSSCIENTISTSSCIENTISTSSCIENTISTSSCIENTISTSUniversity and University and

GovtGovt ResearchersResearchers

GLOBALGLOBALREGIONALREGIONALNATIONALNATIONALEMERGENCY EMERGENCY EMERGENCY EMERGENCY EMERGENCY EMERGENCY EMERGENCY EMERGENCY

MANAGERSMANAGERSMANAGERSMANAGERSMANAGERSMANAGERSMANAGERSMANAGERSCivil DefenseCivil Defense

Local Authorities Local Authorities

� Real time seismic, tsunami data

� Wave Forecasts based on real- time data

� Global network of Local & Regional WS

� Preparedness, International modelling effort

PTWC

IAS-TWS

SWP-TWS

NWPTIC

ATWC

IO-TWS

CA-TWS

MED-TWS

GLOBAL RISK REDUCTIONGLOBAL RISK REDUCTION

� 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 WarningSysteem 23,5 miljoen EUR per jaar

• Intergovernmental OceanographicCommission/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