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14 Elektronik 20 2021 IMPULSE Universität Hiroshima Meeresfarbe als Frühwarnsystem für Vulkanausbrüche Ein Spezialist für Fernerkundung der Universität Hiroshima hat ein neues Modell zur Vorhersage von unterseeischen Vulkanausbrüchen entwickelt Es basiert auf der Verfärbung des umliegenden Meeres Der Zusammenhang zwischen vulkanischer Aktivität und Meeresfarbe wurde schon länger vermutet bisher aber nur selten qualitativ untersucht Das Prinzip Bevor ein Unterwasservulkan ausbricht verändert sich die Zusammensetzung der Chemikalien die im Meerwasser freigesetzt werden Das führt zu einer Farbveränderung über der späteren Ausbruchstelle Ein höherer Anteil an Eisen könne eine gelbe oder braune Verfärbung verursachen erklärt der Fernmeldespezialist und Associate Professor an der Universität Hiroshima Yuji Sakuno Erhöhtes Aluminium oder Silizium verfärbt das Wasser mit weißen Flecken Sakuno wertete zur Prognose von unterseeischen Vulkanausbrüchen erstmals Satellitenbildaufnahmen aus und hat ein Modell entwickelt mit dem sich aus der Meeresfarbe – ermittelt über die RGB-Werte der Satellitenkamera – auf die Konzentration von typischen chemischen Indikatoren für Vulkanaktivität im Meerwasser schließen lässt Ein Hindernis dabei sind Sonnenreflexionen die zu Fehlinterpretationen führen können Um die Effekte herauszurechnen orientierte sich Sakuno an früheren Arbeiten zur chromatischen Untersuchung von heißen Quellen die auf ähnliche Probleme stießen Ein Monat Vorwarnzeit Das Vorhersagemodell wurde auf Satellitenaufnahmen angewendet die über den Zeitraum von Januar bis Dezember 2020 weiträumig um die japanische Küste aufgenommen wurden Laut der Universität Hiroshima konnte so der Ausbruch auf der Vulkaninsel Nishinoshima knapp 1000 Kilometer südlich der japanischen Hauptinsel Honschu mit rund einem Monat Vorlaufzeit vorausgesagt werden Als Indikator wurde das Verhältnis von Eisen Aluminium und Silizium im Meerwasser herangezogen Bild und der räumliche Konzentrationsverlauf über einen Zeitraum von Mitte Mai bis Ende Juni betrachtet Als Bildquelle dienten die beiden Satelliten GCOM-Cund Himawari-8 der japanischen Raumfahrtagentur Japan Aerospace Exploration Agency JAXA Himawari-8 wird zur Beobachtung vulkanischer Aktivität genutzt GCOM-Cist zur Aufnahme der Meeresfarbe mit einem SGLI-Sensor ausgestattet der neun Wellenlängenbereiche vom UV ab 380 nm bis zum nahen Infrarot bis 869 nm mit einer Ortsauflösung von 250 Metern erfasst Die genutzten Satellitenbilder sind über eine Datenbank der japanischen Raumfahrtbehörde frei zugänglich Als nächster Schritt soll die Vorhersagegenauigkeit des Modells verbessert werden Die Arbeit wurde über den Open-Access-Herausgeber MDPI veröffentlicht In den letzten Jahren gab es regelmäßig Ausbrüche von Unterseevulkanen Anak Krankatau Indonesien White Island Neuseeland und Nishinoshima Island Japan sind drei Beispiele aus den letzten beiden Jahren mha Farbwerte des Meerwassers um die Insel Nishinoshima in Nord-Süd-Ostund Westrichtung Bild Yuji Sakuno | Universität Hiroshima Aus Satellitenbildern sichtbar gemachte Verteilung von Eisen Aluminium und Silizium im Wasser rund um die Vulkaninsel Nishinoshima Sie beginnt im Norden der Insel und breitet sich dann nach Süden aus Der Zeitstrahl verläuft von a bis f Bild JAXA | Yuji Sakuno Bild htgip | Shutterstock