Satellietnavigatiesystemen kunnen waarschuwen voor tsunami's
ESA lanceert op woensdag 28 december Giove-A, de eerste van een reeks Europese Galileo-navigatiesatellieten. Als Galileo straks helemaal operationeel is, gaat een wereld van nieuwe mogelijkheden open.
En niet alleen op navigatiegebied, zegt ESA-expert in radiofrequenties Christopher Buck. In theorie is het ook mogelijk om met de navigatiesignalen een wereldwijd waarschuwingssysteem voor tsunami’s op te tuigen.
Een jaar geleden, op tweede kerstdag 2004, werd zuidoost Azië opgeschrikt door een tsunami. Veel te laat was de bevolking op de hoogte van de naderende vloedgolf, waardoor honderdduizenden slachtoffers vielen.
Alarmsysteem
In veel westerse streken was het bij een tsunami nooit zover gekomen. De bevolking zou gewaarschuwd zijn door een alarmsysteem dat werkt met boeien in de zee. Die boeien bepalen met behulp van GPS-signalen hun hoogte. Zo worden plotselinge variaties in zeeniveau zichtbaar.
Het Europese Galileo navigatiesysteem maakt zo’n boeiensysteem betrouwbaarder. Galileo werkt met meerdere signalen, over een grotere bandbreedte. Dit leidt tot een precisie in de gegevens van enkele centimeters. Niet onbelangrijk, want zo begint een tsunami: met een paar centimeter zeeniveauverschil.
Daarnaast kan Galileo de waarschuwingssignalen van de boeien zelf doorgeven naar de wetenschappers, een verbetering ten opzichte van GPS die vooral op open zee (waar weinig andere communicatiesystemen beschikbaar zijn) nuttig is.
Radar
Een systeem met boeien vraagt veel onderhoud en is alleen heel lokaal te gebruiken. ESA-wetenschappers onderzoeken sinds 1993 nog een andere mogelijkheid om navigatiesignalen te gebruiken voor oceaanonderzoek. In theorie is daarmee een werelddekkend tsunami-waarschuwingssysteem heel goed mogelijk.
Het idee is heel eenvoudig, vertelt Christopher Buck: ‘Je gebruikt de navigatiesatellieten eigenlijk als een soort radar. Galileo en GPS-satellieten zenden signalen uit die overal ter wereld terechtkomen. Ook op het water, dat ze weer terugkaatst de ruimte in. Als je met een andere satelliet de rechtstreekse én de weerkaatste navigatiesignalen opvangt, kun je met snelle computerberekeningen de hoogte van het wateroppervlak meten. Als er een tsunami optreedt, zie je die gemiddeld binnen twintig minuten.’
Tien kleine satellieten zouden voldoende zijn om de hele wereld te kunnen dekken. De kans op loos alarm, dat bij de boeien vrij hoog is, wordt met deze techniek tot een minimum beperkt.
Tests
De reflectiemetingen van het systeem zijn inmiddels op drie verschillende manieren getest. Eerst op een vijver bij ESA’s technisch centrum ESTEC in Noordwijk. Daarna met behulp van ontvangers op de Zeelandbrug. Snel werd duidelijk dat de getijdenstromen tot op een paar centimeter nauwkeurig gemeten konden worden.
Tenslotte werd het systeem getest met een vliegtuigje boven de Middellandse Zee. In dit zeeoppervlak zit een ‘dip’, veroorzaakt door de Palámos Canyon. Ook hier bleken de reflectiemetingen nauwkeurig aan te geven hoe groot de hoogteverschillen waren.
Of het waarschuwingssysteem er komt, is vooral een politieke kwestie, denkt Buck: ‘Technisch is het mogelijk, dat weten we nu. Je hebt geen duizenden boeien in zee nodig die onderhoud vragen. Alleen die tien satellieten, die naast hun tsunami-functie ook gegevens kunnen leveren voor oceanografisch en klimaatonderzoek.’
