Die Küste, 72 (2007), 65-103
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Ein Standardverfahren zur Vorhersage von Tsunami ist z. B. MOST (Method of
Splitting Tsunami, TlTOV et ah, 1997). Es nutzt unterschiedliche Modelle für die drei
Phasen der Tsunami-Entwicklung: Entstehung, Ausbreitung und Modifikation im Küsten
bereich. Auch Nachrechnungen von Tsunami im Atlantik (Gjevik et ah, 1997; Fine et ah,
2005) und in der Norwegischen See (HARBITZ, 1992; Bondevik et ah, 2005) arbeiten nach
diesem Prinzip.
Hinsichtlich der Modellanforderung für die Simulation der Auswirkungen von Tsunami
an der deutschen Nordseeküste ergibt sich eine etwas differenziertere Einteilung:
• Erzeugung einer Anfangsverteilung der Oberflächenauslenkung
• Ausbreitung und Modifikation im Nahfeld
• Ausbreitung im tiefen Ozean
• Modifikation am Kontinentalhang
• Ausbreitung und Modifikation auf dem Schelf
• Ausbreitung und Modifikation im Küstenbereich (Wassertiefe kleiner 20 bis 10 m)
und in Ästuaren
• Ausbreitung auf Land (Wellenauf- und -Überlauf)
3.1 Erzeugung einer A n f a n g s v e r t e i 1 u n g der
Oberflächenauslenkung
Für einen durch Erdbeben erzeugten Tsunami werden aus seismischen Informationen
Verwerfungsparameter abgeleitet und daraus Oberflächenauslenkungen konstruiert (Okada,
1985; TlTOV et ah, 1997; Smallman, 2006). Die Berechnungen erwiesen sich im Allgemeinen
als zufriedenstellend, aber sekundäre Verwerfungen und andere Ursachen können zu be
trächtlichen Fehlern führen (Shuto, 2003; Geist et ah, 2006). Prinzipielle Studien wurden
auch mit zeitlich variabler Bodentopographie durchgeführt (Androsov et ah, 2005). Andere
Erzeugungsmechanismen sind nicht so klar verstanden. Modelle für unterseeische Hangrut
schungen werden von Rubino (1998), Harbitz (1992), Fine et ah (2003) und Ward (2001)
beschrieben. Komplizierter sind Simulationen von Hangrutschungen, bei denen Material aus
großer Höhe ins Wasser fällt, sowie von Meteoriteneinschlägen und den resultierenden Tsu
nami (GlSLER et ah, 2003; WEISS et ah, 2006; Glimsdal, 2007). Die zu Grunde liegenden
Modelle sind physikalisch und numerisch sehr anspruchsvoll. Modelle der Wasserstandsvor
hersage sind von solcher Art Simulation entkoppelt und setzen gegebene Anfangs- und
Randbedingungen voraus.
3.2 Simulation von Ausbreitung und Modifikation
Modelle zur Simulation der Ausbreitung und Modifikation von Tsunami unterscheiden
sich stark hinsichtlich der numerischen Realisierung der zu Grunde liegenden analytischen
Gleichungen und deren Randbedingungen. Wesentliche Unterschiede beruhen jedoch schon
darauf, dass auf der Ebene analytischer Formulierung unterschiedliche Annahmen gemacht
werden. Nichtlineare Terme (horizontal), Bodenreibung und variable Bodentopographie
werden in allen Vorhersagemodellen berücksichtigt. Unterschiede ergeben sich bei Berück
sichtigung der Erdrotation, aber hauptsächlich hinsichtlich der Dispersion.
In analytischen Wellentheorien werden nicht einfach nur Terme der Bewegungs
gleichungen und ihrer Randbedingungen weggelassen. Die abhängigen Variablen werden