Multi-Risikobewertung und Kaskadeneffektanalyse in Kooperation zwischen Indonesien und Deutschland

Hintergrund und Motivation

Nach dem katastrophalen Tsunami im Indischen Ozean am 2. Weihnachtstag 2004 hat Deutschland im Rahmen der humanitären Unterstützung neue Methoden zur Identifizierung und Charakterisierung von Erdbebenparametern und Tsunamis entwickelt und basierend hierauf innovative Frühwarnkapazitäten in der Region aufgebaut. Seit 2011 ist dieses System in Indonesien bei der Agentur für Meteorologie, Klimatologie und Geophysik (BMKG) in Betrieb und konnte mehrfach erfolgreich in die Warn- und Entscheidungskette einfließen.

Dennoch: Warum ereignen sich Tsunamis scheinbar ohne Vorwarnung? Indonesien erlebte allein im Jahr 2018 zwei Tsunamis, die zahlreiche Opfer forderten. Beide Tsunamis folgten einer Kette (Kaskade) von Ereignissen: Am 28. September in Palu, auf der Insel Sulawesi, bestand die Kaskade aus einer Abfolge von Erdbeben - Hangrutschung -, während am 22. Dezember nach einer längeren Periode vulkanischer Aktivität ein Flankenversagen am Anak Krakatau auftrat, das wiederum einen Tsunami auslöste. In beiden Fällen trafen die daraus resultierenden Tsunamis die lokale Bevölkerung weitgehend unvorbereitet und verursachten eine hohe Zahl von Todesopfern. Das bestehende Tsunami-Frühwarnsystem, das für die Erkennung von direkt durch Erdbeben ausgelöste Tsunamis konzipiert wurde, konnte in diesen Fällen keine effizienten Warnmeldungen liefern. Dies wirft in der Gesellschaft und den zuständigen Behörden Fragen nach geeigneten Strategien zur verbesserten Vorsorge, Frühwarnung und Schadensminderung auch bei derartigen Ereignissen auf.

Lösungsansatz

Angewandte Forschung kann wesentlich dazu beitragen, das breite Spektrum an offenen Fragen im Zusammenhang mit kaskadierenden Geogefahren, die unsere Gesellschaften bedrohen, zu beantworten. Die beiden Tsunami-Ereignisse, Palu und Anak Krakatau, können als sehr gut dokumentierte Grundlage für eine eingehende Erforschung der zugrunde liegenden Prozesse dienen und Lösungsansätze für vergleichbare Szenarien mit kaskadierenden Ereignissen in Indonesien und weltweit liefern. Für solche Tsunamiereignisse müssen neue Strategien zur Erkennung und Frühwarnung entwickelt werden. Da Hangrutschungen – anders als Erdbeben – oftmals Vorläufer zeigen und zudem durch Detailmessungen mit modernen seismischen und fernerkundlichen Methoden detektierbar und deren Lokalisierung an steilen Flanken sowie verstärkende Effekte in engen Buchten abschätzbar sind, setzt das hier beschriebene TSUNAMI_RISK Vorhaben bereits bei der Kartierung und dem Monitoring an. So werden die Prozesse während der Rutschung und die resultierende tsunamigene Wirkung untersucht. Ziel dieses Vorhabens ist es, in enger Kooperation mit indonesischen Partnern, instabile Hänge zu identifizieren, mit modernsten Satellitenbeobachtungen, geodätischen und seismischen Verfahren Massenbewegungen zu vermessen, in Simulationen und Experimenten deren Dynamik zu untersuchen und somit deren Relevanz und Vorboten geowissenschaftlich und technisch zu untersuchen. Die seismische Detektion von Hangrutschungen wird geprüft und kann zur konkreten Frühwarnung herangezogen werden; die Signale sind aber subtiler als die von tsunamigenen Erdbeben, und die im Projekt geplanten Arbeiten sollen dazu beitragen, mögliche Warnstrategien für diese Ereignisklasse zu entwickeln. Weiterhin soll in TSUNAMI_RISK untersucht werden, wie geowissenschaftliche Erkenntnisse für die gesellschaftlichen Diskussionen und das Katastrophenrisikomanagement in Indonesien genutzt werden können. Um sicherzustellen, dass Wissen und Technologien im Einklang mit den gesellschaftlichen Bedürfnissen entwickelt werden, soll ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden sozialen und sozialpolitischen Ursachen der Vulnerabilität der betroffenen Bevölkerung erzielt werden, welche Art von Wissen und Informationen von wem und wie tatsächlich genutzt werden kann und wie diese Erkenntnisse in konkrete Maßnahmen umgesetzt werden können.

Die TSUNAMI_RISK Arbeiten werden durch thematisch und methodisch führende Arbeitsgruppen deutscher Universitäten und Helmholtz-Institute in enger Abstimmung mit indonesischen Behörden und Forschungsgruppen erarbeitet.

Wissenschaftlich-technische Gesamtziele

Das Projekt TSUNAMI_RISK zielt darauf ab, Beiträge in drei verschiedenen Schwerpunktbereichen zu leisten:

• 1. Geowissenschaftliche Forschung
• 2. Sozialwissenschaftliche Forschung
• 3. Politikempfehlungen und Transfer in die Praxis

Im Hinblick auf die geowissenschaftliche Forschung zu den physikalischen Prozessen bei Tsunamis aus nicht-seismischen Quellen werden (a) potenziell durch von Vulkanen und Hangrutschungen induzierte Tsunamis gefährdeten Gebiete identifiziert, (b) Analysen an ausgewählten Lokalitäten durchgeführt, um die zugrunde liegenden physikalischen Prozesse und Antriebskräfte, die einen Tsunami verursachen, besser zu verstehen, und (c) experimentelle und numerische Modellierung der Erzeugung und Ausbreitung von Tsunamis durch vulkaninduzierte Hangrutschungen durchgeführt, einschließlich der Analyse von Landmanagement-Optionen (z.B. Schutzeffekte der Küstenvegetation).

Weiterhin soll untersucht werden, wie geowissenschaftliche Erkenntnisse für die gesellschaftlichen Diskussionen und das Katastrophenrisikomanagement in Indonesien genutzt werden können. Die sozialwissenschaftlichen Forschungsfragen behandeln daher (a) die Kultur des Umgangs mit unterschiedlichen Gefahren, Risiken und Katastrophen, hier sind Hintergrundstudien zu den historischen, gesellschaftlichen, kulturellen und politischen Rahmenbedingungen, zu Risikowahrnehmung der Bevölkerung und institutioneller Akteure, Spiritualität, Normen und Werten, Institutionenvertrauen, Vertrauen in die Bevölkerung geplant, (b) die Analyse des institutionellen Rahmens und des aktuellen Stands des Katastrophen-Risikomanagements (KRM), Frühwarnung und Krisenreaktion, Verhalten der Behörden auf lokaler, regionaler und nationaler Ebene sowie eine Bewertung von „Standard Operation Procedures“, und (c) das Verständnis der lokalen Bedingungen und der Bandbreite möglicher Reaktionen der Gemeinschaft auf solche Ereignisse zu eruieren, und ein Bewusstsein der Bevölkerung und Verständnis der Tsunami-Risiken vor den beiden Ereignissen zu untersuchen, mit der Fokussierung auf die Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Warnprozess.

Im Hinblick auf die Empfehlungen für das Katastrophenrisikomanagement und den Transfer in die Praxis für politische Entscheidungsträger auf allen Ebenen und die Information der Zivilgesellschaft ("science to practice"), sollen Aspekte konkret betrachtet werden, wie (a) die Bedeutung und Anwendungstauglichkeit geowissenschaftlichen Wissens für das Katastrophenrisikomanagement, (b) die Verbesserung der Warnverfahren, Warnketten und Evakuierungspläne, (c) administrative und gesellschaftliche Strategien zum Umgang mit solchen Risikoszenarien, (d) Auswirkungen auf die Ausbildung auf Verwaltungsebene, sowie eine Stärkung des Bewusstseins und des Wissens in der Gesellschaft.

Schließlich sollen die Forschungsergebnisse sowie die Schlussfolgerungen und Empfehlungen zur Verfügung gestellt und in die praktische Anwendung übertragen werden. Dazu sind Maßnahmen zur Ausbildung und Qualifizierung sowie entsprechende Trainingskonzepte erforderlich.