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
