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Warnungen vor Tsunamis, die durch Unterwasser-Erdbeben ausgelöst werden, kommen künftig früher als bisher. Eine Forschungsgruppe der Nagoya University wertet mit Kollegen des National Institute of Information and Communications Technology und der University of Electro-Communications atmosphärische Störungen aus. Diese werden von Wellen in der Luft ausgelöst uns verursachen verheerende Tsunami-Fluten.
Ein Tsunami beeinflusst die untere Atmosphäre und erzeugt Schall- und Schwerewellen, die die Elektronen in der oberen Atmosphäre, auch Ionosphäre genannt, stören. Radiowellen, wie sie in GPS-Signalen und in der Satellitenkommunikation verwendet werden, passieren ebenfalls diesen Teil der Atmosphäre und werden gestört. Das führt zu Fehlern in den von GPS-Satelliten gelieferten Positionsinformationen.
Atsuki Shinbori vom Institut für Weltraum-Erde-Umweltforschung in Nagoya und sein Team nutzen Satelliten und Radar, um diese Fehler nach einem Unterwasser-Vulkanausbruch 2022 vor der Küste von Tonga im Südpazifik zu analysieren. Sie fanden heraus, dass der Ausbruch Luftdruckwellen verursachte, die sich bis nach Australien und Japan ausbreiteten. Diese Wellen wirbelten den unteren Teil der Ionosphäre durcheinander. Dadurch entstand ein elektrisches Feld, das mit hoher Geschwindigkeit in die obere Ionosphäre übertragen wurde. Zu ihrer Überraschung entdeckten die Forscher die Elektronenänderungen viel früher als die Luftdruckwellen, die den Tsunami verursachten.
Das Team berechnete die Geschwindigkeit dieser Störungen. Die elektromagnetische Welle hatte sich entlang der Magnetfeldlinien mit 1000 Kilometern pro Sekunde bewegt, also um ein Vielfaches schneller als die Luftdruckwelle, die sich mit Schallgeschwindigkeit bewegte, also rund 315 Meter pro Sekunde. "Wir haben das Signal der ionosphärischen Störung, die durch die Luftdruckwelle verursacht wird, etwa drei Stunden vor der Druckwelle aufgenommen, die von dem Vulkanausbruch ausging", so Shinbori. Dieser zeitliche Vorsprung soll künftig genutzt werden, um vor drohenden Tsunamis deutlich früher warnen zu können als es bisher möglich ist.