Satelliitti havaitsi tsunamin varjon

Tapaninpäivänä 2004 Indonesiassa Sumatran saaren lähistöllä Andamaanien meren pohjassa sattui maanjäristys, joka loi kaikkien aikojen tuhoisimman tsunamin. Avomerellä se kiiti yli 500 kilometrin tuntinopeudella matalana aaltona, jonka veneet tunsivat vain pienenä keinahduksena, mutta rannikon saavutettuaan se kohosi kaiken hukuttavaksi vesiseinämäksi, joka surmasi 14 maassa noin 230 000 ihmistä. Useimmat uhreista eivät ehtineet saada minkäänlaista ennakkovaroitusta. Suurkatastrofin jälkeen aloitettiinkin ripeästi maailmanlaajuisen varoitusjärjestelmän luominen, jotta nämä tappaja-aallot voitaisiin havaita jo avomerellä ja rannikon asukkaille jäisi aikaa paeta. Periaatteessa tsunamin aiheuttama muutaman kymmenen senttimetrin suuruinen merenpinnan korkeuden vaihtelu voidaankin mitata käyttäen joko poijuihin tai satelliitteihin asennettuja järjestelmiä. Valitettavasti mittauspoijuilla on vaikea kattaa kaikkia valtameriä, ja sopivilla välineillä varustettuja satelliittejakin on vain vähän, joten toistaiseksi valvova silmä ei yllä läheskään kaikkiin meren kolkkiin. Nyt Oleg Godinin johtamat USA:n Kansallisen valtamerien ja ilmakehänhallinnon (NOAA) tutkijat osoittivat, että tsunamit voidaan havaita myös satelliiteissa yleisesti käytetyillä tutkilla.

Jo muutama kuukausi ennen tapaninpäivän suuronnettomuutta Godin oli esittänyt Journal of Geophysical Research-Oceans-tiedelehdessä teorian, että tsunamit voidaan erottaa niiden aiheuttaman ilman pyörteilyn perusteella. Godin laski, että veden liike aiheuttaa tuulenpyörteitä tsunamiaallon etureunalla ja nämä pyörteen kirnuavat vedenpinnan tavallista epätasaisemmaksi. Epätasaisuudet näkyvät synkkänä varjona, sillä karkea merenpinta näyttää tummemmalta kuin sileä. Havaijilla tsunamin varjo tallentui videofilmille vuonna 1994, ja siellä on myös kerrottu tarinoita kuoleman varjosta, joka seurasi 165 ihmistä hukuttanutta tappaja-aaltoa aprillipäivänä 1946.

Lisäksi Godin oivalsi, että muutokset merenpinnan karkeudessa voidaan havaita tutkakuvissa, jos tutka tarkkailee pintaa viistosti sivusta. Varjon etenemisnopeus ja -suunta voidaan näin havaita satojen kilometrien päästä esimerkiksi satelliiteista. Pari vuotta myöhemmin satelliittimittaukset osoittivat, että teoria pitää paikkansa, ja vedenpinta todella muuttuu rosoiseksi tsunamin liepeillä. Nyt Natural Hazards and Earth System Sciences-tiedelehdessä julkaistu tutkimus todisti, että muutos on riittävän voimakas, jotta se todella voidaan havaita satelliiteista.

Todisteet kerättiin niin ikään tapaninpäivän tsunamista, jonka ylle osui sattumalta useita satelliitteja. Ensin Jason-1 ylitti Intian valtameren kaksi tuntia järistyksen jälkeen ja mittasi merenpinnan korkeusvaihtelut koko lentoratansa varrelta. Viisi minuuttia myöhemmin Topex-Poseidon määritti pinnankorkeudet vielä uudestaan, vaikka tekikin mittauksia huomattavasti vähemmän kuin Jason-1. Työn viimeistelivät vielä Envisat kolmen ja GeoSat Follow-On seitsemän tunnin kuluttua. Lisäksi satelliitit suorittivat tutkamittauksia, joiden tuloksista voitiin tarkastaa, osuiko varjo yhteen vedenpinnan kohoaman kanssa.

Mittaustietojen purkaminen ja analysointi kesti kaikkiaan lähes neljä vuotta. Aineistoa riitti käsiteltäväksi, sillä alueelta oli myös saatavissa runsaasti tietoa pinnan karkeudesta erilaisissa sääolosuhteissa Jason-1:n muina päivinä suorittamien mittauksien ansiosta. Vertailu osoitti, että tsunamin varjo erottui selkeästi kaikista muista ilmiöistä, eli se todella näkyy avaruuteen asti.

Tiedelehti Sciencen haastattelussa alan asiantuntijat suhtautuivat varovaisen toiveikkaasti odotuksiin, että Godinin havainnot todella tarjoavat työkalut toimivan tsunamivaroitusjärjestelmän rakentamiseen. Honolulun kaupunkia tsunameihin varautumisessa avustava Daniel Walker muistutti, että ennen kuin järjestelmä saadaan toimimaan luotettavasti, pitää vielä oppia ennustamaan tsunamin varjon ominaisuuksista aallon todellinen koko ja tuhovoima. Myös illinoisilaisen Evanstonin yliopiston tutkija Emile Okal varoitti ylimitoitetuista odotuksista, sillä satelliitteja ei kuitenkaan riitä tämänkään menetelmän toteuttamiseen käytännössä. Uusien satelliittien saaminen maata kiertävälle radalle kestää aikansa, joten Okal pohdiskeli, voisiko yhtä hyvään lopputulokseen päästä nopeammin rakentamalla maanpäällisen tutkaverkoston.

Lisää aiheesta

Natural Hazards and Earth System Sciences
Alkuperäinen artikkeli

U.S. Geological Survey
Tsunamianimaatioita ja perustietoja satelliittimittauksista

Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences
Tsunamin varjon löytäjä palkittiin helmikuussa

Kommentit

Ei kommentteja

Kirjaudu kommentoidaksesi