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Die Grenzen der Hightech

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 03.08.2010 16:54

Der 30. September 2009 war ein ganz normaler Mittwoch im indonesischen Padang. In der Großstadt an Mittelsumatras Küste zum Indischen Ozean war um 17:15 Uhr wie üblich der Feierabendverkehr auf dem Höhepunkt und alle Straßen mit Kleinbussen, Autos und Motorrollern verstopft. Mitten in das ganz alltägliche Verkehrschaos platzte ein Erdbeben. Um 17:16 Uhr und neun Sekunden - das verzeichnete das Erdbebenzentrum im fast 1000 Kilometer entfernten Jakarta - begann der Boden unter der Stadt zu schwanken, zahlreiche Gebäude brachen augenblicklich zusammen und begruben Hunderte unter sich, auf den Straßen stand der Verkehr still, die Menschen konnten sich nicht auf den Beinen, Fahrrädern oder Motorrollern halten. Über eine Minute lang rollte eine Erdbebenwelle nach der anderen durch die Schwemmlandebene, in der Padang liegt.

Padang nach dem BebenNur wenige Dutzend Kilometer vor der Stadt verläuft im Indischen Ozean der Sunda-Graben, ein erdbebenträchtiger Tiefseegraben, in dem die Australische Platte unter der Sundaplatte abtaucht. Er hat auch das Potenzial tödliche Flutwellen, sogenannte Tsunamis, zu erzeugen und an die nahe Küste zu schicken. "Sie werden in Indonesien nicht viele Plätze finden, die so eine Gefährdungslage haben wie Padang", meint Harald Spahn, der für die Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) in Indonesien arbeitet. Allerdings gibt es weltweit betrachtet eine Reihe von Ballungsräumen, die ähnlich prekär liegen wie die 900.000-Einwohner-Stadt in Mittelsumatra. So liegen die beiden Megastädte Los Angeles und Istanbul praktisch auf zwei der bedrohlichsten Erdbebenzonen der Erde. In Japan oder Chile lauert die Gefahr nur wenige Dutzend Kilometer vor der Küste und Hawaii, der US-Bundesstaat mitten im Pazifik hat Tsunamis aus Westen, Osten und Norden zu befürchten.

In den Industrienationen USA und Japan entwickelt man Hightech-Frühwarnsysteme, um im Katastrophenfall möglichst viel kostbare Reaktionszeit zu haben. Mit Simulationen versucht man die Auswirkungen von Flutwellen oder Erdbebenstößen abzuschätzen, mit anderen Modellen werden Verkehrsströme simuliert, um Evakuierungsrouten zu optimieren. In Indonesien hat man nach dem Weihnachts-Tsunami von 2004 mit maßgeblicher internationaler Beteiligung ein ähnliches System aufgebaut. In Padang selbst, wo sich die Spannung in der Erdkruste seit dem Aceh-Beben 2004 nicht groß verringert hat, ist das Risiko inzwischen durch zahlreiche internationale Projekte mustergültig untersucht. "Daran war die gesamte Wissenschaft beteiligt, Japaner, Amerikaner, Deutsche und Indonesier", so Harald Spahn. So hat das BMBF-geförderte Projekt "Last Mile Evacuation" straßengenau erkundet, welche Gebiete Padangs durch einen Tsunami gefährdet sind. "Wir wissen heute, wo die Probleme liegen", betont Projekt-Leiter Torsten Schlurmann, Professor am Franzius-Institut für Wasserbau und Küsteningenieurwesen der Universität Hannover. Rund 250.000 Einwohner wohnen in den akut gefährdeten Stadtteilen. Sie müssten im Ernstfall innerhalb von etwa einer halben Stunde in Sicherheit gebracht werden.

GITEWS SchemaDas Beben vom 30. September 2009 war daher auch ein Test, ob das mit Hilfe des hochmodernen Frühwarnsystems gelingt. "Bislang war der Tenor, dass Frühwarnung für lokale Tsunami sowieso nichts bringe", so GTZ-Vertreter Spahn, "das komme viel zu spät." Inatews funktionierte am 30. September 2009 jedoch perfekt, bereits fünf Minuten nach dem Erdbeben gab das Zentrum in Jakarta in Sachen Tsunami Entwarnung. Schade nur, dass in Padang nur wenige die Information erhielten. Erst 30 Minuten nach dem Beben gab die Stadtverwaltung offiziell Entwarnung. Die Kommunikationskanäle zur Warnzentrale in Jakarta waren in der Krise zusammengebrochen und der Bürgermeister, der mit seinen Krisenstäben Evakuierung veranlassen musste, war lange Zeit nicht erreichbar gewesen. All die Hightech-Ausstattung und wissenschaftliche Expertise hätte der Stadt im Fall eines Tsunamis nichts genutzt, die Welle wäre in etwa gleichzeitig mit der Warnung über sie hereingebrochen.

Das Erdbeben vom September 2009 in Padang zeigt: Selbst die modernsten Frühwarnsysteme nützen nur dann, wenn sie in gut funktionierende Notfallkonzepte eingebunden sind. "Katastrophe heißt eben auch Katastrophe, weil man nicht mit ihr planmäßig umgehen kann", meint Friedemann Wenzel, Professor für Allgemeine Geophysik am Karlsruher Institut für Technologie und Sprecher des Zentrums für Katastrophenmanagement und Risikominimierung Cedim. Die Erfahrungen von Padang sind da weder einzigartig noch besonders schlecht, denn diese Konzepte zeigen ihre Schwächen in der Regel erst im Ernstfall.

Tokio bei NachtDass zum Beispiel Japan als Vorbild für perfekt funktionierendes Zusammenspiel zwischen Frühwarnsystem und Zivilschutz gilt, ist wahrlich kein Zufall: Das Land ist so exponiert wie sonst kein anderes, mehrmals im Jahr kommt es hier zu wirklich schweren Erschütterungen. Seit dem verheerenden Kobe-Beben von 1995 mit fast 6500 Todesopfern hat die Nation ihre Anstrengungen sich gegen katastrophale Ereignisse zu wappnen, noch einmal verstärkt. Offenbar mit Erfolg, denn die 31 schweren Erdbeben, die den Archipel seit 1995 erschütterten, forderten nach einer Statistik des USGS nur noch 74 Menschenleben. Seit fast drei Jahren werden dort die Informationen des Erdbebenfrühwarnsystems sofort und automatisch auf allen verfügbaren Kanälen weitergegeben. Das hat nicht nur zur Folge, dass alle Züge vom Hochgeschwindigkeitszug bis zur U-Bahn augenblicklich still stehen. "Das hat auch zu einer ganzen Reihe von kommerziellen Anwendungen geführt", berichtet Cedim-Sprecher Friedemann Wenzel. Das reicht von Apps für das Smartphone bis zu maßgeschneiderten Schutzkonzepten für Industrieanlagen, die von den Signalen des Frühwarnsystems getriggert werden. "Das Geschäft blüht, seit das öffentlich ist", berichtet Wenzel aus eigener Erfahrung.

In Istanbul ist das Frühwarnsystem dagegen erst im Aufbau. Die Bosporus-Metropole mit ihren rund 13 Millionen Einwohnern liegt praktisch direkt auf einem westlichen Zweig der nordanatolischen Verwerfung. 1999 kamen bei den Beben in Izmit und Düzce rund 100 Kilometer östlich des Marmara-Meers 18.000 Menschen um, bei einem Erdbeben in direkter Nähe zu Istanbul rechnen Experten mit einem Vielfachen an Opfern. Die in Kalifornien ansässige Experten-Organisation "Geohazards International" schätzte 2001 im Abschlussbericht der Globalen Erdbebensicherheitsinitiative Gesi, dass in Istanbul wohl 55.000 Menschen umkommen würden.

IstanbulDaher wird intensiv und mit starker EU-Beteiligung untersuch, wie man ein Frühwarnsystem für die Stadt implementieren kann. Ein flächendeckendes Seismometer-Netzwerk für den gesamten Großraum wäre zu teuer, deshalb haben sich die Seismologen auf ein simpleres und wie sie hoffen ähnlich effizientes System verlegt, das gerade aufgebaut wird. „Wir nehmen Sensoren aus dem Airbag-System, die wunderbar als Seismometer funktionieren“, erklärt Jochen Zschau, Professor am Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam. Die Sensoren reagieren auf Beschleunigung, können also die Erdbewegungen registrieren. Sie sind Massenprodukte und daher preiswert und für das Erdbebenwarnsystem werden sie mit einem GPS- und einem Kommunikationsmodul kombiniert. Von diesen preiswerten Instrumenten können Tausende in der ganzen Region verteilt angebracht werden, die über ein vom Handy-Netz unabhängiges Kommunikationsnetz miteinander verbunden sind.

Schlägt einer der Sensoren an, gibt er seine Information sofort an alle benachbarten Sensoren weiter, die sie ebenfalls weiterleiten. Bei dem System gleicht die Masse und die Verteilung über die Fläche die geringere Qualität der einzelnen Information aus. Fehlfunktionen einzelner Sensoren bleiben folgenlos, so lange ihre Meldung nicht von anderen bestätigt wird. Das Konzept sieht vor, dass ein Alarm des Sensornetzes automatische Sicherheitsmaßnahmen auslöst, denn für Warnungen an die Bevölkerung ist die Zeit zu knapp. Daher werden Fahrstühle verriegelt, damit niemand sie mehr benutzen kann, Stromleitungen unterbrochen, Gasleitungen gesperrt, Ampelanlagen auf Rot gestellt. "In Istanbul gibt es nur ein paar Sekunden Vorwarnzeit", verdeutlicht CEDIM-Sprecher Friedemann Wenzel, "da können Sie nicht viel erreichen, der Focus liegt hier auf der Schadensminderung."

Downtown Los AngelesDass auch die fortschrittlichste Technologie scheitern kann, zeigen die jüngsten Erfahrungen des US-Tsunamiwarnsystems im Pazifik. Das Chile-Beben vom 27. Februar dieses Jahres wurde zum Testfall für das modernste Element dieses Systems, die von der US-Meteorologie und Ozeanographie-Behörde NOAA entwickelte Tsunamivorhersage, die gerade in den beiden US-Warnzentren auf Hawaii und in Alaska implementiert wird. "Bezogen auf die Wissenschaft waren wir sehr zufrieden mit der Vorhersage", erklärt Vasily Titov, Chef der Tsunamivorhersagegruppe am NOAA-Labor in Seattle und grinst schief. Seine gequälte Miene rührt von einem klassischen Missverständnis zwischen NOAA-Warnzentrum und hawaiianischen Zivilschutz her. Um sechs Uhr morgens gellten in Hilo, der größten Stadt der hawaiianischen Hauptinsel, die Alarmsirenen. Von der chilenischen Küste waren Wellen über den Pazifik in Richtung Hawaii unterwegs und das Zentrum auf Oahu hatte für die trichterförmige Bucht Tsunamiwarnung gegeben. Die Behörden evakuierten in Windeseile die Strände und Gebäude in Strandnähe.

Doch die aufgescheuchten Urlauber und Einwohner von Hilo sahen zu ihrer Verblüffung eine etwas stärkere Flut als normal auflaufen, von einer Wasserwand keine Spur. Titovs Computermodell hatte die Amplitude der Wellen mit zwei Meter von Tal zu Kamm fast bis auf den Zentimeter genau vorausgesagt, doch die Behörden in Hilo hatten die Daten fehlinterpretiert und Wellen von zwei Metern Höhe über normal anrollen sehen. "Wir müssen viel klarer gegenüber der Öffentlichkeit und den Behörden sein", so Titovs Schlussfolgerung.

Das wird den Amerikanern nicht schwer fallen, denn NOAA und die Küstenwache haben in  jüngster Zeit die Bathymetrie, das Unterwasserprofil der US-Küsten, genau vermessen. Zusammen mit ebenso genauen topographischen Karten an Land können jetzt exakte Modelle für jeden Ort an der US-Küste entwickelt werden, mit denen simuliert wird, wie eine Tsunamiwelle die Küste überrollt. Das ist eine teure, aber lohnende Investition, denn nur so können die Warnzentren genau angeben, wo Gefahr droht. Für die 75 am stärksten gefährdeten Kommunen wird das von der US-Regierung finanziert. Hilo auf Hawaii zählt zu diesen Städten. Das Prognosesystem soll so umgerüstet werden; "Ist das Modell implementiert", so Titov, "können wir genau angeben, wo und wie weit das Meer das Land überfluten wird."

Banda Aceh 050101Dank der konzentrierten internationalen Hilfe ist die indonesische Stadt Padang auch auf diesem Stand. "Wir können das Risiko bis auf den Straßenzug genau angeben", betont Torsten Schlurmann, der Leiter des Projekts "Last-Mile-Evacuation. Mit den extrem detaillierten Daten und Risikoabschätzungen, die innerhalb  des Projekts erarbeitet  wurden, hat man in Padang für das Stadtgebiet eine  Überflutungskarte für einen potenziellen Tsunami erstellt. Die Verkehrssimulationen, die die Projektpartner für den Evakuierungsfall durchgeführt haben, waren alarmierend. Knapp die Hälfte der 250.000 Menschen, die die gefährdeten Stadtteile bewohnen, braucht länger als 30 Minuten, um überflutungssichere Gebiete zu erreichen, sofern die Einwohner überhaupt in Kenntnis sicherer Orte im Stadtgebiet sind. Im Ernstfall wäre der Tsunami dann schon in der Stadt.

Das Beben vom September 2009 hat die Simulationen mehr als bestätigt. Unmittelbar nach dem Beben brach der Verkehr in der Stadt völlig zusammen. Falls irgendeine Straße als Evakuierungsroute für die tsunamigefährdete Bevölkerung vorgesehen war, in den entscheidenden Minuten war sie völlig blockiert. Eine Untersuchung der GTZ über die Reaktion auf das Beben ergab ein beunruhigendes Bild: Viele Bewohner der überflutungsgefährdeten Stadtteile waren nach dem Beben zum Meer gekommen, um zu sehen, ob sich das Wasser zurückzog. Sie hatten dadurch das Verkehrschaos in der Stadt noch verstärkt, was aber viel wichtiger ist: Falls das Erdbeben eine der tödlichen Wellen ausgelöst hätte, wären die Neugierigen unter den ersten Opfern gewesen. Statt der 1100 Toten, die das Erdbeben letztendlich forderte, wären Zehntausende zu beklagen gewesen. "Man muss also noch viel klarer machen, dass die Leute in ihr Verderben laufen", resümiert GTZ-Mitarbeiter Harald Spahn.

Die organisatorischen Probleme konnten dagegen inzwischen behoben werden. Anstatt auf den Bürgermeister zu warten, kann das lokale Krisenzentrum Tsunamialarm auslösen, sobald die Meldung der Inatews-Zentrale in Jakarta eingetroffen ist. Eine wachsende Zahl von Moscheen wird in ein Funknetzwerk eingebunden werden, damit der Alarm im Ernstfall über ihre Lautsprecher verbreitet werden kann. Ein Evakuierungsplan ist ebenfalls in Arbeit. Torsten Schlurmann allerdings drängt auf Tsunamischutzbauten direkt in den betroffenen Stadtteilen, damit eine großräumige Evakuierung erst gar nicht nötig wird. "Wir kennen im Prinzip die Standorte und die nötige Kapazität dieser Bauten", so der Wasserbauingenieur. Vor Ort ist die Diskussion über ein solches Programm allerdings noch im Gang, und die Finanzierung ist ebenfalls noch offen.

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