Deutsche Geophysikalische Gesellschaft e.V....Beobachtungen die von Schulte-Pelkum und Earle (1999)...

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DeutscheGeophysikalischeGesellschaft e.V.

Inhalt

Vorwort der Herausgeber

Nachtrag

Simulation von Wellenausbreitung in einer kugelförmigen Erde

Reduzierung von Erdbebenschäden - Eine Herausforderung für Geo- und Ingenieurwissenschaften

Polarlicht über Deutschland

Diplomarbeiten, Dissertationen, Habilitationsschriften 1999

Mitteilungen der Arbeitskreise

Rückblick auf das 18. Kolloquium "Elektromagnetische Tiefenforschung" vom 20.3. bis 24.3. 2000 in Altenberg.

Nachrichten aus der Gesellschaft

In Memoriam Prof. Dr.-Ing. Hans-Georg Wenzel

Das Institut für GeowissenschaftlicheGemeinschaftsaufgaben

www.dgg-online.de

Umfrage zu Informationsquellen und Kriterien für ein Geophysikstudium

Buchbesprechung

Verschiedenes

EEGS-ES: Eine Europäische Gesellschaft für Geowissenschaftler und Ingenieure

Geowissenschaftliches Forschungsprojekt

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"Beobachtung des Systems Erde aus dem Weltraum"


http://dgg-online.de/mitteilungen/2000_2/vorwort.html[18.04.16 12:24:53]


Liebe Leserinnen und Leser,

- die "Roten Blätter" gehen ins Internet - könnte der Spruch dieser Ausgabe sein. Ab diesem Heft sind dieMitteilungen auch auf der Internet-Seite www.dgg-online.de zu lesen. Ziel ist natürlich, Neuigkeiten so schnell wiemöglich zu verbreiten und Sie immer rund um die Uhr informieren zu können.

Die Seismologie und die damit verbundene Erdbebenforschung sind sicherlich Eckpfeiler der Geophysik. Dahersind wir sehr erfreut, zwei spannende Artikel zu präsentieren, die sich mit den aktuellsten Themen aus diesenBereichen befassen.

Beide Beiträge wurden als Plenarvorträge auf der letzten DGG-Jahrestagung in München gehalten. Hoffentlichlösen sie aufregende Diskussionen aus und ermuntern andere (Plenar)vortragende, ihre Arbeiten in denMitteilungen ebenfalls zu veröffentlichen.

In diesem Heft finden Sie auch ein Verzeichnis der geophysikalischen Arbeiten, die im letzten Jahr an dendeutschsprachigen Hochschulen angefertigt wurden. Wir haben uns bemüht, die Liste fehlerfrei wieder-zugeben,was uns bei den Vorlesungs-veranstaltungen des SS 2000 im letzten Heft nicht ganz gelungen war. Auf dernächsten Seite ist ein entsprechender Nachtrag zu lesen.

Desweiteren enthält diese Ausgabe einen Bericht über den magnetischen Sturm vom vergangen April, eineRezension des letzten Buches von H.-U. Schmincke, eine Umfrage zu Kriterien für ein Geophysikstudium undvieles mehr.

Die erste Ausgabe der Mitteilungen mit der neuen Redaktion ist, so glauben wir, gut gelungen. Besten Dank alldenjenigen, die uns geholfen und ermutigt haben.

Letztendlich wünschen wir Ihnen eine spannende Lektüre und einen schönen Sommer.

Ihre

Sabrina Leonardi und Christian Bücker


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Redaktionsschluß für die Ausgaben der Mitteilungen

Wissenschaftliche Beiträge 31.12. 31.3. 30.6. 30.9.

sonstige Beiträge 31.1. 30.4. 31.7. 31.10.

Heft 1 2 3 4

Versand März Juni September Dezember


http://dgg-online.de/mitteilungen/2000_2/nachtrag.html[18.04.16 12:24:54]

Nachtrag

Geophysikalische Lehrveranstaltungen, Sommersemester 2000

U Erlangen-Nürnberg

Angewandte Geophysik 4V/Ü Soffel, Bachtadse,

(Gravimetrie, Geoelekrik, Magnetik) Winkelhofer

U Karlsruhe

Finite Elemente im Grund- und Felsbau 1V/1Ü Bühler

Boden- und felsmechanische Meßtechnik 1V/1Ü Huber

Erdbebenwirkung im Erddamm- und Felsbau 1V Kunz

U München

Einführung in die Geophysik, Teil II, Die Erde im Weltraum 2V Treumann

Allgemeine u. Angew. Geophysik II (Seismik u. Geothermik) 3V Winkelhofer

Gravimetrie 2V/Ü Pohl

Kontinentaldrift und Sea Floor Spreading 2V Petersen

Anwendung der Mößbauerspektroskopie in den Geowissenschaften 2V Schmidbauer

Ausgewählte Beispiele aus der Ingenieuer-/Umweltgeopysik 2V Berktold

Weltraumplasmaphysik II 2V Baumjohann

Magnetosphären und Ionosphären der Planeten und Kometen 2V Scholer, Treumann

Auswertemethoden der Refraktionsseismik 2V/2Ü Gebrande, Bopp

Programmentwicklung unter dem seismischen 2V Bleibinhaus, Bopp

Processingsystem DISCO/FOCUS

Hochauflösende Verfahren der Seismik 1V Lüschen

Numerische Methoden in der Geophysik I 2V/2Ü Igel

Inversion geophysikalischer Daten 1V Igel

Geophysik II für Nebenfachstudenten 4V Pohl

Paläomagnetik und Geodynamik 2V Tait

Umweltforschung / Umweltmagnetik 2V Hoffmann

Prospektionsmethoden in der Archäologie 2V Faßbinder, Irlinger

Geländeübungen zur Geoelektrik 2Tage Berktold

Paläomagnetisches Geländepraktikum 3Tage Bachtadse


http://dgg-online.de/mitteilungen/2000_2/nachtrag.html[18.04.16 12:24:54]

Feldpraktikum Reflexionsseismik 3Tage Gebrande, Bleibinhaus

Geländeübung Gravimetrie mit Auswertung 3Tage Pohl

Feldpraktikum: Geophysikalische Prospektion in der P/E Faßbinder, Irlinger

Archäologie mit Exkursion

Geophysikalische Exkursionen E Soffel, Beblo, Berktold,

Schmedes, Bachtadse

Petersen, Gebrande

Oberseminar Gesteinsphysik 2S Soffel, Petersen,

Schmidbauer, Bachtadse

Oberseminar: Neuere Arbeiten aus Seismik und Seismologie 1S Gebrande, Igel, Bopp

Oberseminar Ingenieur-/Umwelt-Geophysik und Plasmaphysik 2S Berktold, Treumann

Übungen zu den Vorlesungen der Geophysik, Kurs A 4Ü Beblo, Berktold, Pohl,

für Geophysiker, Meteorologen, Physiker Winkelhofer

Übungen zu den Vorlesungen der Geophysik, Kurs B 4Ü Bachtadse, Petersen,

für Geologen, Mineralogen Pohl, Schmidbauer,

Winkelhofer

Seismische Meß- und Auswerteübungen, Kurs C 4Ü Gebrande, Bleibinhaus

für Geophysiker, Meteorologen, Physiker

Seismische Meß- und Auswerteübungen, Kurs D 4Ü Igel, Schmedes

für Geologen, Mineralogen

U Münster

Rheologie und physikalische Eigenschaften planetarer Materie Breuer, Spohn


http://dgg-online.de/mitteilungen/2000_2/simulation-von-Wellenausbreitung.html[18.04.16 12:25:06]


H. Igel, München

Einleitung

Seit Mitte der achtziger Jahre wird die Methode der seismischen Tomographie auf die Struktur des Erdmantelsangewandt. Die damit ermittelten 3-D Modelle der seismischen Geschwindigkeiten in der Erde erlaubten zumersten Mal einen Einblick in die möglichen Konvektionsmuster des Erdmantels. Die Verfeinerung dieses snapshotsder Dynamik des Erdinnern gehört heute zu den Hauptaufgaben der globalen Seismologie. Die Struktur desErdmantels, die Größe und die Raumwellenlänge der beobachteten Geschwindigkeitsperturbationen sind wichtigeRandbedingungen, die in die numerische Modellierung der Dynamik des Erdinnern eingehen. Die spezielle Formder Mantelkonvektion bleibt weiterhin umstritten. Albarede und van der Hilst (1999) bemerken zum Beispiel: "(…)seismic imaging (…) anisotropy, scattering (...) needs to be improved in order to confirm or refute the existence ofcompositional domains in the deep mantle (…)".

Um Fragen in der Geodynamik, wie das Funktionieren der Subduktion (z.B. Lay, 1994; Zhong and Gurnis, 1995),oder das Entstehen von hot spots, beantworten zu können, bedarf es einer strukturellen Auflösung, die dieKapazitäten der bis heute verwendeten - auf Strahlentheorie basierenden - Tomographie übersteigt. In diesemZusammenhang ist zu bemerken, dass bis heute niemand in der Lage ist, das vollständige, breitbandige Wellenfeldfür eine dreidimensionale globale Erde zu berechnen, ohne auf zum Teil schwerwiegende Näherungen zuverzichten. Das heißt, dass - nachdem ein 3-D Geschwindigkeitsmodell mittels Tomographie erstellt wurde - nichtzuverlässig nachgeprüft werden kann, ob das 3-D Modell wirklich die beobachteten Wellenformen erklärt.

Aus diesen Gründen ist das Problem der Berechnung von vollständigen synthetischen Seismogrammen für eineglobale 3-D Erde heute eine der größten Herausforderungen in der theoretischen globalen Seismologie.Offensichtlich ist die Berechnung von vollständigen seismischen Wellenfeldern für eine 3-D Erde nur mitnumerischen Methoden zu erreichen. Dies impliziert, dass diese Aufgabe mit einem enormen rechen-technischenAufwand verbunden ist. Teleseismische Wellenfelder enthalten Frequenzen bis in den 1Hz-Bereich und stellendamit eine große Herausforderung für eine genaue 3-D Modellierung dar.

Beobachtungen: Wellenfeldeffekte

Welche Effekte werden beobachtet, die eine Berechnung des vollständigen Wellenfeldes suggerieren? Ich möchtemit einem Beispiel aus der regionalen Seismologie beginnen: Aktive Verwerfungszonen wie der San-AndreasGraben und die Nord-Anatolische Verwerfung zeichnen sich dadurch aus, dass die (oft nahezu vertikale)Verwerfungsfläche durch eine ca. 100-200 m dicke Niedrig-geschwindigkeitszone gekennzeichnet ist. Diese haterheblichen Einfluss auf das emittierte Wellenfeld, sofern der Bruch innerhalb dieser Zone stattfindet. Dannwerden sogenannte fault zone waves (oder Kanalwellen, geführte Wellen) erzeugt, die bei Beobachtungen direktüber der Verwerfung zu Wellenzügen mit starken Amplituden und dispersivem Wellencharakter führen (z.B. Li etal., 1990). Die regionale Tomographie übersieht solche Zonen erniedrigter Geschwindigkeit, da sie nicht aufgelöstwerden können. Die Analyse der Dispersion der geführten Wellen erlaubt jedoch eine Abschätzung der Dicke undggf. der Geschwindigkeit der Schicht. Außerdem können durch die Beobachtung der geführten Wellen Beben, dieinnerhalb oder außerhalb dieser Zone stattfinden, unterschieden werden. Diese erlaubt eine Kartierung der



Verwerfungszone mit der Tiefe, die mit den Methoden der Tomographie nicht möglich wäre. Über diesen Effektkann also die strukturelle Auflösung verbessert werden. Ähnliche Effekte in anderem Zusammenhang wurdenkürzlich von Shapiro et al. (2000) berichtet, wobei Zonen erniedrigter Geschwindigkeiten in subduzierenderLithosphäre modelliert wurden.

Abb. 1: Breitband-Seismogramme eines Bebens in der Fiji-Tonga Region aufgezeichnet im Nordamerika. DieLaufwege umfassen einen kleinen azimuthalen Bereich. Bemerkenswert ist die Variation der relativen Amplituden derSKS Phase und der and der Kern-Mantel Grenze diffraktierten SVd Phase, die auf starke Heterogenitäten im unterenMantel hinweisen. (Datenkompilation von Ed Garnero, personal communication).

In der globalen Seismologie sind schon lange Effekte bekannt, die nicht im Rahmen der kugelsymmetrischenErdmodelle bzw. der Strahlentheorie erklärbar sind. So werden im kurzperiodischen Bereich Vorläufer zurteleseismischen PKP-Phase beobachtet, die in den vollständigen theoretischen Seismo-grammen, die fürkugelsymmetrische Medien exakt berechnet werden können, nicht auftreten (z.B. Doornbos und Vlaar, 1971;Haddon und Cleary, 1974; Thomas et al., 1999). Diese Energie wird durch Streuer nahe der Kern-Mantel Grenzeerzeugt. Auch Streuer im ganzen Mantel wurden als Erklärung in Erwägung gezogen (Hedlin et al., 1997). Umsolche Effekte zuverlässig erklären zu können, ist die Berechnung vollständiger Seismo-gramme unerlässlich. Dieist weiter unterlegt durch Beobachtungen von an der Kern-Mantel-Grenze (KMG) diffraktierter Phasen von Bebenim Südpazifik, die auf dem nordamerikanischen Kontinent beobachtet werden. Für kleine azimuthale Differenzenergeben sich starke Variationen der Amplitude der diffraktierten Phasen. Dies deutet auf starke laterale



Heterogenitäten oberhalb der KMG hin (Abb. 1).

Ein weiteres Beispiel, das die Notwendigkeit der 3-D Modellierung für teleseismische Wellenfelder zeigt, sind dieBeobachtungen die von Schulte-Pelkum und Earle (1999) berichtet werden: Die im südkalifornischen Netzbeobachteten direkten P-Phasen zeigen deutliche Polarisationsanomalien. Die Teilchenbewegung des P-welleneinsatzes ist bis zu 15 Grad von der senkrecht zur Wellenfront erwarteten Bewegung verschieden. DieserEffekt ist zudem frequenzabhängig, wobei die maximale Abweichungen bei einer Periode von 15 Sekundenbeobachtet wird. Dieser Effekt, der entweder mit Anisotropie oder/und mit starken Heterogenitätenzusammenhängt, stellt eine große Herausforderung für eine 3-D Modellierung dar.

Numerik: 3-D Wellenausbreitung in einer Kugel

Wie können wir Wellenausbreitung in einer allgemein heterogenen 3-D Kugel - mit Anwendung auf unserenPlaneten - modellieren? Zur vollständigen Berechnung des Wellenfeldes bieten sich u.a. numerische Methoden wiefinite Differenzen (FD), finite Elemente (FE), spektrale Elemente (SE), pseudo-spektrale Methoden (PS), finiteVolumen (FV) an.

Numerische Methoden zur seismischen Wellenausbreitung wurden im Bereich der Explorationsseismologie v.a. seitMitte der achtziger Jahre intensiv entwickelt. Anfangs wurde im Besonderen die FD Methode in 2-D angewandt(z.B. Virieux, 1986; Korn, 1987), die später auf Operatoren der höheren Ordnung (z.B. Dablain, 1985) und 3-D(z.B. Witte und Richards, 1987; Mora, 1989) sowie anisotrope Medien (z.B. Igel et al., 1995)

erweitert wurde. Auch die spektralen (Fourier oder Chebyshev) Methoden (z.B. Kosloff et al., 1984; Reshef et al.,1988; Tessmer und Kosloff, 1994) wurden auf das Problem der seismischen Wellenausbreitung angewandt. Die –mit Ausnahme der Chebyshev Methode – regelmäßigen Gitter wurden auf im Raum variierende Gitter erweitert(z.B. Moczo, 1980; Jastram und Behle, 1992; Jastram und Tessmer, 1994). Dabei wurde entweder durchanalytische Funktionen das Gitter gestreckt oder das Problem in mehrere Untergitter mit unterschiedlichenGitterdichten aufgeteilt. Damit bleibt die (Matrix-) Strukturierung des Gitters erhalten.

Dabei spielte die Entwicklung der Rechentechnik eine fundamentale Rolle: Die parallele Rechnerarchitekturermöglicht eine höchst effiziente Implementierung der seismischen Wellengleichung unter Aus-nutzung derintrinsischen Parallelität der physikalischen Erhaltungssätze und der lokalen Operatoren der FD Methode. Dieserlaubt die Berechnung vollständiger synthetischer Seismogramme für realistische Modelle, wodurch dieseMethodik zahlreiche Anwendungen fand. Allerdings wurden diese Entwicklungen hauptsächlich für kartesischeGeometrien vorangetrieben. Leider können die Standard FD Methoden nicht ohne weiteres auf Probleme inKugelkoordinaten angewandt werden. Der Grund dafür liegt in der raumabhängigen Gitterelementgröße, die beieiner regelmäßigen Diskretisierung der Kugelkoordinaten (r,j ,q ) auftritt und zu Stabilitätsproblemen führt (Abb.2). Die Stabilität eines FD Algorithmus ist proportional zum Zeitinkrement und zum reziproken Gitterabstand. Dasheißt, je kleiner der Abstand, desto kleiner das notwendige Zeitinkrement, um die Simulation numerisch stabil zuhalten. Im Fall der Kugel würden die notwendigen Zeitinkremente unrealistisch klein (und damit dieSimulationsdauer ernorm groß) werden, wenn keine Mehrgebiets-methode verwendet würde.

In den letzten Jahren wurde mit der Entwicklung von Algorithmen begonnen, die



Abb. 2: Tiefenabhängiges Gitter zur Simulation globaler Wellenausbreitung in der axisymmetrischen Approximation(Thomas et al., 2000). Durch diese Mehrgebietsmethode werden zu kleine Zeitschritte vermieden.

darauf abzielen, globale vollständige Seismogramme für lateral heterogene Strukturen berechnen zu können. Dabeigibt es bis jetzt drei Ansätze:

(1) Die elastische Wellengleichung in Kugelkoordinaten wird in einer axi-symmetrischen Form gelöst (Igel undWeber, 1995, 1996; Chaljub und Tarantola, 1997; Igel und Gudmundsson, 1997; Thomas et. al, 2000). Damit wirddas Problem auf zwei Dimensionen reduziert, wobei trotzdem die 3-D Charakteristik des Wellenfeldes korrektsimuliert wird. Nachteil: auch die Modelle und Quellterme sind rotationssymmetrisch. Allerdings können vielemodellabhängige Streueffekte damit untersucht werden. Außerdem können jetzt schon Wellenfelder mitdominanten Perioden bis zu 10 Sekunden simuliert werden. Mit Erweiterungen (Verbesserung der Operatoren,Paralleli-sierung) soll die Simulation von kurz-periodischen Wellenfeldern (Periode 1-2 Sekunden) erreichtwerden. Ein ähnlich scheinender Ansatz ist die Berechnung des Wellenfeldes in Zylinderkoordinaten (Furumura etal., 1998). Allerdings lässt sich mit diesem Ansatz die geometrische Divergenz nicht korrekt simulieren, was dieAnwendung erheblich einschränkt.

(2) Das Wellenfeld wird in einer Kugelsektion simuliert, wobei - um Probleme mit Singularitäten zu vermeiden -die Sektion um den Äquator zentriert wird und bis zu einer gewissen Maximaltiefe - also nicht bis zum Zentrum -gerechnet wird (Abb. 3, Igel, 1999).



Abb. 3: Chebyshev Gitter zur Simulation von Wellenausbreitung in einer Kugelsektion. Zentrierung dieses Gebiets um dem Äquatorverhindert Probleme mit der Singularität der Wellengleichungen entlang der Achse Q=0 (Igel, 1999).

Dieser Ansatz erlaubt es, Standardmethoden für regelmäßige Gitter wie die FD bzw. PS Methode einzusetzen. DiePS Methode ist bekannt dafür, dass Randbedingungen sehr genau implementiert werden können. Damit sollen imBesonderen 3-D Effekte von Oberflächenwellen sowie azimuthale Effekte für stark heterogene geodynamischeStrukturen studiert werden. Diese Methode wird besonders für Quellnahe und mittlere Epizentraldistanzen für dieDatenanalyse eine Rolle spielen.

(3) Für die ganze Erde kann nicht auf die numerischen Methoden für regelmäßige Gitter zurückgegriffen werden.Es müssen Methoden angewandt werden, die allgemeine Gitter zulassen. Chaljub und Vilotte (1999) setzen auf dieSE Methode, die auf einer Diskretisierung mit gekrümmten kubischen Elementen arbeitet, was allerdings zu einerunnatürlichen Beschreibung der inneren Erde mit kubischen Elementen führt. Eine Alternative ist die Lösung derWellen-gleichung auf unstrukturierten, kugelförmigen Gittern mittels expliziter Differential-operatoren (Käser,1999; Käser et al., 2000). Dabei kann das Innere der Erde gemäß der geometrischen Form der Heterogenitätendiskretisiert werden ( Abb. 4 und 5). Dann werden für diese Gitter die Gewichte für die Berechnung derDifferentiale mit Hilfe der Methode der natürlichen Nachbarn (Sambridge and Braun, 1995) oder der Methode derfiniten Volumen berechnet.



Abb. 4: Diskretisierung eines zylindrischen Gebiets miteinem unstrukturierten Gitter, das durch Voronoizellenaufgeteilt wird. Auf diesem (oder in 3-D kugelförmigen)Gitter können die Wellengleichungen durch FD ähnlicheexplizite Methoden gelöst werden (Käser et al., 2000).Die Gitterpunktdichte ist an das radialsymmetrischePREM Modell gekoppelt, so dass die Anzahl derGitterpunkte pro Wellenlänge (z.B. bezüglich der P-Wellengeschwindigkeit) überall näherungsweisekonstant ist.

Abb. 5: Beispiel einer Simulation akustischerWellenausbreitung auf einem zylindrischenunstrukturierten Gitter wie es in der vorigen Figurgezeigt wird (Käser, 1999).

Die Genauigkeit der numerischen Lösungen soll durch Vergleich mit anderen 3-D Methoden gewährleistet werden(COSY Project, http://www.geophysik.uni-muenchen.

de/COSY). Erste Vergleiche (Igel et al., 2000) haben gezeigt, dass zum Beispiel die Ankunftszeitperturbationen fürglobale 3-D Modelle berechnet mit verschiedenen Methoden erheblich variieren können. Diese Ungenauigkeitenfinden sich in den tomographischen Modellen als Fehler wieder. Es zeigte sich auch, dass zur Berechnung vonhochfrequenten globalen Seismogrammen mit numerischen Methoden technische Verbesserungen notwendig sind.

Welche hardware Resourcen sind zur Berechnung globaler Modelle notwendig? In Tabelle 1 werden für die bereitsveröffentlichten Algorithmen (1) und (2) Beispiele gegeben. Die beschriebenen Ergebnisse für einen Prozessorstellen Größenordnungen dar, wie sie heute auf leistungsfähigen PCs erreicht werden können. Das heißt, dass –sofern die Algorithmen auf Höchsleistungsrechern installiert werden – wesentlich größere Modelle gerechnetwerden und somit höhere Frequenzen erreicht werden können. Hätte man für den axisymmetrischen Algorithmus50 Gbyte zur Verfügung könnten globale Modelle mit Gitterabständen im Subkilometerbereich berechnet werden.Mit der geeigneten Wahl der numerischen Operatoren könnten somit kurzperiodische Seismogramme (Bereich 1



Hz) simuliert werden.

Algorithm PhysicalDimensions

Grid size Memory Time on 1procs.

Time on 8procs.

Dom.period

Axi-sym Whole Earth

(axisymmetry)

2 *106 130Mbyte 780 min.

105min.

Ca. 11s

Spher.

section

FD

90ox90o

x5000km

2003

1.3 Gbyte

33h.

270min.

(4.5h)

Ca. 50s

Spher.

section

Chebyshev

80ox80o

x5000km

1003

180Mbyte

57h.

480min.

(8h.)

Ca. 50s

Tab. 1: Information zu rechentechnischen Aspekten der Algorithmen. Die Daten wurden durch Simulationen auf einer shared-memoryArchitektur (DEC 8400-625/8 am Institute of Theoretical Geophysics, Cambridge, UK) ermittelt. Die Programme wurden mit High-Performance Fortran (DEC) parallelisiert.

Anwendungsbeispiele

Die Anwendung der oben genannten numerischen Methoden zur Berechnung der globalen Wellenausbreitung bietetsich besonders für Regionen mit starken lateralen Heterogenitäten an. Dazu gehören im Besonderen der obere undder untere Mantel. Igel und Weber (1996) untersuchten die Effekte von lateral variierender Dicke der D" Schichtauf die PcP und PdP Phasen. Mögliche Strukturen von Subduktionszonen, die mit Hilfe von numerischenRechnungen des Subduktionsprozesses erstellt wurden (z.B. Zhong und Gurnis, 1995), wurden in denaxisymmetrischen Algorithmus zur SH- Wellenausbreitung (Igel und Weber, 1995) eingegeben und Wellenfelderberechnet (Igel und Ita, 1997, Abb. 6).



Abb. 6: SH-Wellenfeld einer FD Simulation (links) durch das kugelsymmetrische PREM Modell mit einerGeschwindigkeitsperturbation, die aus einer numerischen slab Simulation stammt. Der slab befindet sich bei einerDistanz von ca. 50 Grad. Die durch den slab verursachte Wellenfeldperturbation ist rechts zu sehen (Igel und Ita, 1997).Der slab ist durch einen Contour-plot der Geschwindigkeitsperturbation angedeutet.

Durch die Existenz der Subduktionszone werden z.B. sekundäre Oberflächenwellen, Vorläufer derOberflächenmultiplen (z.B. SS, sSS, etc.) und zurückgestreute Phasen erzeugt. Der nächste Schritt ist hier dieUntersuchung der Wellenfelder für globale Strukturen, die durch 3-D numerische Mantelkonvektions-rechnungenerhalten werden. Für kleine bis mittlere Epizentraldistanzen bietet sich hier der Kugelsektionsansatz an. EinfacheHochgeschwindigkeitsstrukturen wurden bereits mit der Chebyshevmethode auf Fokussierungseffekte untersucht(Igel, 1999). Wellenausbreitung für lateral variierende Topographie der 670 km Diskontinuität wurde von Chaljubund Tarantola (1997) mit der FD Methode berechnet. Igel und Gudmundsson (1997) berechneten synthetischeSeismo-gramme für lateral variierende Strukturen des oberen Mantels mit bekannten statistischen Eigenschaften.Dabei wurde darauf hin-gewiesen, dass die an der Erdoberfläche beobachteten Laufzeitperturbationen nichtnotwendigerweise die statistischen Eigen-schaften der Mantelheterogenitäten wieder-spiegeln, da finite FrequenzenEffekte (z.B. wavefront healing) je nach Verhältnis der Korrelationslänge zu Wellenlänge eine Rolle spielen.

Für die oben beschriebenen Algorithmen wird es besonders wenn die sich schnell entwickelnde hardware höhereFrequenz-bereiche erlaubt - zahlreiche weitere Anwendungen geben. So ist grundsätzlich die Berechnungvollständiger Seismogramme für heutige tomographische Modelle zu nennen. Dies betrifft sowohl dieRaumwellen-tomographie wie die Oberflächenwellen-tomographie. Dabei wird die Frage im Vordergrund stehen,wie gut die 3-D Modelle die gemessenen Daten wirklich erklären. Die so ermittelten Differenzen können dannwiederum zur Verbesserung der tomo-graphischen Strukturen herangezogen werden. Zur Verbesserung derstrukturellen Auflösung von Subduktionszonen, plumes, D" etc. sollten die Wellenfeldeffekte möglicher Strukturen(durch Modellrechnungen) untersucht werden, die dann im Inversionsprozess herangezogen werden können.Modellrechnungen sollten

auch als Hilfe für das Design von teleseismischen Experimenten herangezogen werden, um Experimentgeometrienetc. für die entsprechenden Fragestellungen zu optimieren.

Zusammenfassung

Um die Dynamik des Erdinnern zu verstehen bedarf es höherer struktureller Auflösung wie sie die seismischeTomographie gegenwärtig bieten kann. Es sollten (wie in der regionalen Seismologie zum Beispiel bei fault zonewaves) Wellenfeldeffekte zur Strukturanalyse herangezogen werden. Um diese zu simulieren, ist die numerischeBerechnung des vollständigen Wellenfeldes in Kugelgeometrie notwendig. Die Anwendung numerischer Methodenauf das Problem der teleseismischen Wellenausbreitung ist ein rasch expandierendes Gebiet, das durch die rasanteEntwicklung in der hardware Technologie an Bedeutung gewinnen wird.

Literatur



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Zhong, S., Gurnis M., 1995. Mantle Convection with Plates and Mobile, Faulted Plate Margins, Science, 267, 838-843.

Reduzierung von Erdbebenschäden – eine Herausforderung für Geo- und Ingenieurwissenschaften

http://dgg-online.de/mitteilungen/2000_2/reduzierung-von-Erdbebeschaeden.html[18.04.16 12:25:16]

Reduzierung von Erdbebenschäden –

eine Herausforderung für Geo- und Ingenieurwissenschaften

F. Wenzel, Karlsruhe

Einleitung

Das letzte Drittel des Jahres 1999 war durch eine Reihe spektakulärer Schadensbeben gekennzeichnet, aus denenjeweils ver-schiedene wichtige Lektionen zu lernen sind. Am 17. August kamen nach offiziellen Angaben 20.000Menschen in der Region Izmit (Türkei) in einem Beben der Momentenmagnitude Mw = 7.4 um; am 22. Augustwurden 140 Menschen Opfer eines mittelschweren Ereignisses nördlich von Athen (Mw = 5.9); am 20. Septemberwurde Taiwan von einem Mw = 7.6 Beben erschüttert, dabei starben 3.400 Menschen. Die entstandenen direktenSchäden wurden von der Schweizer Rückversicherung (Swiss Re, sigma no. 2/2000) mit US$ 20 Milliarden(Türkei), 14 Milliarden (Taiwan) und 150 Millionen (Griechenland) geschätzt.

Die Statistik der Erdbeben und ihrer Schäden zeigt trotz dieser erschreckenden Zahlen, dass das Jahr 1999 nichtaußergewöhnlich war. Im Mittel ereignen sich global 15 bis 18 Beben mit Magnituden größer als 7.0. Diedurchschnittliche Zahl von Todesfällen liegt bei 17.000 pro Jahr und das tödlichste Erdbeben der letzten Dekadedes vergangenen Jahrhunderts war das Rudbar-Manji Ereignis im Iran am 21. Juni 1990 mit 50.000 Toten.

Detaillierte Analysen dieser Beben, die aufgetretenen Schäden und die zu ziehenden Konsequenzen sind nochGegenstand aktueller Forschung. Ich möchte aber, ohne einer abschließenden Wertung vorzugreifen, folgendeFakten in Erinnerung rufen:

Für das Beben von Izmit wurde sowohl die seismische Gefährdung als auch die Vulnerabilität der Gebäudeweitgehend korrekt prognostiziert. Das Hauptproblem bestand in der Implementierung des vorhandenenWissens.

Das Beben in Taiwan zeigte, wie verletzlich moderne Industriegesellschaften sein können: Die Chip-Industrie des Landes wurde durch eine 345 kV Überlandleitung versorgt, die durch das Beben beschädigtwurde. Milliardenverluste entstanden dieser Industrie nur durch den Kollaps der Stromversorgung obgleichdie Produktionsanlagen selbst intakt blieben.

Bezüglich des Bebens von Athen kann man feststellen, dass zum einen die Gefährdung unterschätzt wurde,zum anderen Stand-orteffekte (Verstärkung der Erschütterung durch weiche Sedimente) lokal die Wirkungdes Erdbebens verstärkten.

Diese Ereignisse haben die Mitarbeiter des SFB 461 ‘Starkbeben – Von geowissen-schaftlichen Grundlagen zuIngenieur-wissenschaften‘ in ihrer Auffassung bestärkt, dass Schadensreduzierung als komplexer Prozessverstanden werden muss, der nur mit hoher Interdisziplinarität erfolgreich ange-gangen werden kann (Wenzel,1997). Herausforderungen an die Forschung und Entwicklung sind dabei vielfältig, können aber in drei Feldergruppiert werden: Verbesserung der Gefährdungsabschätzung, Schadens-minderung und Katastrophenmanagement(Wenzel et al., 1998).



Verbesserung der Gefährdungsabschätzung

Die Gefährdungsabschätzung von Erdbeben erfordert die Angabe eines Parameters der möglichen Bodenbewegungan einem gegebenen Ort bzw. flächenhaft. Dieser Parameter ist in der Praxis die maximale horizontaleBodenbeschleunigung (peak ground acceleration, PGA), die makro-seismische Intensität oder frequenzabhängigeWerte des Beschleunigungsantwortspektrums. Mit PGA lassen sich die statischen Kräfte auf ein Bauwerkabschätzen. Intensität ist das bekannte mit der Europäischen Makro-seismischen Skala (Grünthal, 1998)perfektionierte empirische Schadens- und Erschütterungsmaß von I bis XII. Die spektralen Werte beschreibendynamisch, welche Beschleunigungen auf ein Gebäude wirken, das eine bestimmte Eigenfrequenz besitzt.

Die einfachste Methode der Gefährdungs-abschätzung besteht darin, eine Karte zu zeichnen, die an jedem Ort diemaximale historisch jemals beobachtete Intensität enthält. Dieses Herangehen ist deterministisch. Alternativ kannman auf der Basis der historischen Kataloge der Seismizität be-rechnen, mit welcher jährlichen Wahr-scheinlichkeit an einem Ort eine bestimmte Intensität (oder PGA) erreicht oder überschritten wird.

Unter der Annahme, dass das Auftreten von Beben in der Zeit einer Poisson-Verteilung genügt, lassen sichdurchschnittliche Wiederholungsraten für Ereignisse mit gegebener Intensität berechnen. Dies ist die Methode, dieheute weltweiter Standard ist (Giardini et al., 2000). Es liegt auf der Hand, dass es darauf ankommt, in zukünftigenGefährdungsabschätzungen drei Faktoren einzubeziehen:

Kenntnisse über die Seismotektonik einer Region und über den Erdbebenherd.

Zeitabhängigkeit der Gefährdung. Die Annahme einer Poisson-Verteilung schließt ein, dass aus demUmstand, dass das letzte große Beben schon sehr lange zurückliegt, nicht geschlossen werden kann, dass eingroßes Beben mit erhöhter Wahrscheinlichkeit bevorsteht. Für charakteristische Beben gilt diese Annahmeoffensichtlich nicht.

Den lokalen Untergrund sowie ggf. die regionalen Beckenstrukturen, die die Bodenbewegung signifikantmodifizieren können.

Im Fall der rumänischen mitteltiefen Beben unternimmt der SFB 461 den Versuch, durch das Verständnis derGeodynamik der Region Randbedingungen für die Gefährdungs-abschätzung zu definieren:

Starke Erdbeben stellen eine erhebliche Bedrohung für die rumänische Hauptstadt Bukarest dar. Statistischbetrachtet besteht eine 50%ige Wahrscheinlichkeit eines Bebens der Magnitude M = 7.6 innerhalb von 50 Jahren.Innerhalb der vergangenen 60 Jahre ereigneten sich unterhalb der sogenannten Vrancea Region in 130 kmEntfernung von Bukarest vier starke Erdbeben (Oncescu und Bonjer, 1997): 10. November 1940 (M = 7.7, 160 kmTiefe); 4. März 1977 (M = 7.5, 100 km Tiefe); 30. August 1986 (M = 7.2, 140 km Tiefe); 30. Mai 1990 (M = 6.9,80 km Tiefe). Das Ereignis von 1977 hatte katastrophale Auswirkungen mit 1500 Toten in Bukarest. Abbildung 1zeigt die Verteilung der krustalen und mitteltiefen Beben Rumäniens.

Da das Gros der seismischen Gefährdung Rumäniens auf den mitteltiefen (70 bis 200 km) Vrancea-Beben beruht,



sind die Prozeßbedingungen im oberen Erdmantel von erheblicher Bedeutung und sind Gegenstandinterdisziplinärer Arbeiten (Sandulescu, 1988). In Tiefen bis 70 km wird nur geringe Bebentätigkeit mit kleinenMagnituden verzeichnet. Üblicherweise nimmt man daher an, dass es keine starken Beben in den obersten 70 kmder Erde geben kann. Diese Hypothese spielt für die seismische Gefährdung eine wichtige Rolle, weil die Wirkungvon Beben an der Oberfläche mit zunehmender Herdtiefe immer geringer wird. Als Faustregel gilt für dieBeschleunigungswerte in Bukarest, daß eine Zunahme der Magnitude um 0.5 durch Tieferlegen dieses Bebens um50 km ausgeglichen wird. Anders ausgedrückt: Ein Beben der Magnitude 7.0 im obersten Mantel hat etwa diegleiche Wirkung

auf Bukarest wie ein Beben der Magnitude 8.0, das sich in 170 km Tiefe ereignet.

Die geringe Seismizität bis in 70 km Tiefe kann sich ohne ein zuverlässiges Modell der Geodynamik und derstofflichen Verhältnisse als trügerisch herausstellen.



Abb. 1: Schematische Darstellung der rumänischen Sesimizität des letzten Jahrhunderts. Die krustalen Erdbeben ereignen sich räumlichverteilt, während sich die mitteltiefen Beben in einem kleinen Volumen konzentrieren.

Schließlich nimmt man an aktiven Subduktionszonen das Vorhandensein seismischer Ruhe über eine längere Zeitals Indikator für ein bevorstehendes Starkbeben (Seismic Gap Theory) an. Umgekehrt kann die in 120 km Tiefelokalisierte seismische Lücke nur dann als wahrscheinlicher Ort des nächsten Starkbebens gedeutet werden, wenndie geodynamischen Verhältnisse unter Vrancea mit dem Verhalten einer aktiven Subduktionszone vergleichbarsind. Dies ist aber nicht ohne weiteres evident, da die Plattenkonvergenz bei der kontinentalen Kollision vor ca. 9Mio. Jahren stark abgebremst wurde bzw. zum Stillstand kam (Sperner et al., 1997).

Schadensminderung durch bauliche Mass-nahmen

Im Bereich derSchadensminderung durch bauliche Maßnahmen arbeitet der SFB 461 (federführend ist das Institut für Massivbauund Baustofftechnologie der Universität Karlsruhe, Prof. Dr. J. Eibl) an der Entwicklung von kostensparenden Ver-stärkungen für Bauwerke mit modernen Werkstoffen. Verstärkt werden Wände aus Beton, Stahlbeton, Mauerwerksowie Balken durch aufgeklebte, mit kohlefaserverstärkten (CFK) bzw. glasfaserverstärkten (GFK)Kunststoffmatten und Lamellen. Diese Verstärkungen bedürfen kaum besonderer Geräte zur Montage und sindwegen des geringen Gewichts der verwendeten Materialien optimal handhabbar und schnell auszuführen. Bezüglichdes erzielbaren Traglastgewinns sind diese Materialien außerdem extrem leistungsfähig. Während üblicheVerfahren zur Sanierung bzw. Verstärkung mit nachträglich eingefügten Stahlträgern, Fachwerken und Stützen zueiner erheblichen Beeinträchtigung der Bewohner während der Reparatur und zu einer nur mehr beschränktenNutzung der Bausubstanz führen, vermeidet dieses Verfahren derartige Nachteile.

Bei zu ertüchtigenden Mauerwerkscheiben, resp. Stahlbetonwänden erfolgt das Aufbringen der Matten auf einenmit Kunststoff-Voranstrich geglätteten Untergrund. Entscheidend ist für die geforderte dynamische Tragfähigkeitder verstärkten Konstruktion eine entsprechende Verankerung dieser Elemente, die, wie alle Versuche zeigen, alsnoch nicht befriedigend geklärt bezeichnet werden muß und weiter zu entwickeln ist. Dieses Verfahren soll beiSanierung von beschädigten Baustrukturen in-situ erprobt werden. An einem Gebäude in Bukarest sind Messungenzur Systemidentifikation, d.h. vor allem die Erfassung der entsprechenden Eigenfrequenzen des geschädigtenBauwerks vor und nach der Sanierung vorgesehen. Ebenso erfolgt dort die Registrierung der im Falle einesErdbebens tatsächlich auf-getretenen Beanspruchungen. Zeitlich parallel sollen im Labor experimentelleUntersuchung durchgeführt werden. Abbildung 2 skizziert die Grundidee der Bauwerksverstärkung durchGlasfasermatten.



Abb. 2: Glasfasermatten werden auf beiden Seiten des Mauerwerks aufgebracht, so dass sie mit dem Stahlbetonrahmen und dem Ziegelwerkmittels einer Epoxitschicht fest verklebt sind. Damit steigt die Steifigkeit gegenüber Scherbewegungen.

Ein weiteres Arbeitsgebiet der Ingenieure bezieht sich auf einen Leistungstest der sogenannten seismischenIsolatoren (Eibl, 1998). Zum Entwurf eines erdbebensicheren Bauwerks benötigt der Ingenieur zunächst einemöglichst zutreffende Information über das zu erwartende Erdbeben, d.h. über die dynamischen Einwirkungen amGrundgebirge. Den nächsten Schritt stellt dann die Konzeption des Bauwerks dar. Hier sind generell zwei Ansätzemöglich:

1. Das Tragwerk wird steif ausgebildet, um die aus dem Erdbeben resultierenden Zusatzbeanspruchungen sicheraufnehmen zu können. Das Tragwerk bleibt hierbei nur gering deformiert.

2. Es werden Verformungen am Tragwerk zugelassen, was zu einer Reduktion der auftretenden Kräfte führt.Allerdings sind diesen Verformungen Grenzen gesetzt, da diese ihrerseits wieder zu Zusatz-beanspruchungenführen können. Probleme bereiten z.B. die in ihrer Anzahl zunehmenden Leitungsanschlüsse an Gebäuden.Sie sind der Gefahr ausgesetzt, zu reißen, was z.B. bei Gasleitungen zu Brandkatastrophen nach Erdbebengeführt hat. Alternativ dazu steht die seismische Isolierung von Bauwerken ,

Abb. 3: Konstruktionszeichnungen des mit Elastomerlagern isolierten Bauwerks der ‘Multidiscipilnary Seismic Test Site’ in Bukarest. 100Tonnen ruhen auf den Elastomerlagern, die das Gebäude von den Bewegungen des Untergrundes isolieren sollen.

die derzeit eine weite Verbreitung erfährt. Durch die Isolierung wird die Eigenschwingzeit des Bauwerks hin zugrößeren Schwingzeiten von einer Sekunde oder mehr verschoben. In diesem Periodenbereich wirken bei denmeisten Erdbeben nur noch geringe Beschleunigungen auf das Bauwerk. Daher kommt der Lagerung mittelsElastomerlagern größte Bedeutung zu. Das positiv dynamische Verhalten hängt dabei entscheidend von folgendenEigenschaften ab:

von einer hohen vertikalen Steifigkeit zur Aufnahme von statischen Lasten und Zusatzlasten,

von geringer Steifigkeit in horizontaler Richtung mit gleichzeitigem großem Verformungsvermögen,

von der Energiedissipation durch Materialdämpfung,

vom Widerstand gegen Umwelteinflüsse und dem zeitweiligen Widerstand gegen Feuer.

Bei Erdbeben, die auch bei relativ großen Schwingzeiten noch hohe Beschleunigungs-werte aufweisen, muss steif



konstruiert werden. Das gleiche gilt, wenn große Verschiebungen zu vermeiden sind, zum Beispiel weilZuflussleitungen bei Kraftwerken und Industrieanlagen diese nicht erlauben. Daher interessieren denkonstruierenden Ingenieur die Einwirkungen am Grundgebirge und deren Weiterleitung bis zur Bauwerksohle,gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Isolationsmaßnahmen.

Am 11. Juni 1999 wurde die 'Multidisciplinary Seismic Test Site' des SFB 461 'Starkbeben: Vongeowissenschaftlichen Grundlagen zu Ingenieurmaßnahmen' offiziell in Bukarest eingeweiht. DieVersuchsanordnung besteht aus einem Betonfundament (72 Tonnen), auf dem eine 100 Tonnen schwere steifeStahlbetonkonstruktion auf 3 Elastometer-lagern gelagert ist. Das Fundament, der Aufbau und die Umgebung desBauwerks sind mit empfindlichen Beschleunigungsmessern instrumentiert. Zwei Instrumente befinden sich inBohrlöchern von je 30 m und 200 m Tiefe. Wenn die Erde bebt, registrieren diese Instrumente die Bewegung derErde, des Fundaments und des Aufbaus. Der experimentelle Aufbau (Abb. 3) befindet sich auf dem Gelände desrumänischen Instituts für Gebäudeforschung (INCERC).

Ein Hauptziel des Versuchsaufbaus besteht in der Verifizierung der hochgradig nichtlinearen Stoffgesetze für dieDefinition der Elastometerlager und des Baugrunds.

Sie werden am Institut für Massivbau und Baustofftechnologie entwickelt, mit auf-wendigen Rechenmethoden(sog. Finiten Elemente Rechnungen, Abb. 4) realisiert und können unter gut kontrollierten Versuchs-bedingungenmit experimentellen Daten verglichen werden. Da die Bodenparameter der 'Multidisciplinary Seismic Test Site' ausBohrungen sehr gut bekannt sind, liegt mit dem Testgelände INCERC ein einmaliger Versuchsaufbau vor.

Abb. 4: Unterteilung des Baugrundes der ‘Multidiscipilnary Seismic Test Site’ in Bukarest in Finite Elemente. Das dynamische Verhalten desBauwerks wird mit dem Modell des Untergrundes mit den entsprechenden Stoffgesetzen simuliert und mit Beobachtungen verglichen.Längenangaben in Meter.



Die durch ein Erdbeben erzeugten Bodenbewegungen werden im Freifeld, d.h. ohne den Einfluss der Bauwerkeregistriert. Diese Signale werden in die Computer-Algorithmen 'gefüttert' und die Bewegungen im Gebäudeberechnet. Über die Beobachtungen der Bewegungen ergibt sich dann der Vergleich mit der Realität.

Ein erstes Beben der Magnitude 5.7 konnte bereits mit der Versuchseinrichtung registriert werden.

Katastrophenmanagement

Der SFB 461 engagiert sich zur Zeit in mehreren Feldern, die dem Katastrophen-management zugerechnet werdenkönnen. Von besonderer Bedeutung ist ein Projekt, das nur interdisziplinär realisierbar ist: Die Be-rechnungrealistischer Schadensszenarien für (Teile von) Bukarest. Die gesamte Wirkungskette vom Beben bis zu deneinstürzenden Gebäuden, den entstehenden Schäden und menschlichen Opfern wird quantitativ geknüpft: Für einbestimmtes Beben, das z. B. einer mittleren Wieder-holungsrate von 100 Jahren entspricht, wird dieBodenbewegung (mittels spektraler Werte der Beschleunigung) in Bukarest progno-stiziert. Weil die Bebenherdeca. 150 km entfernt sind, ist das im konsolidierten Gestein unter der Stadt ankommende Signal praktisch überallgleich, wird dann aber signifikant durch den Baugrund modifiziert. Diese sogenannten Standorteffekte könnendurchaus den Faktor 5 oder mehr ausmachen. Die flächenhafte Quantifizierung des Untergrunds, seinergeologischen und geotechnischen Parameter ist also kritisch für eine gute Prognose der Verteilung derErschütterungen. Sie ist das Ergebnis der Zusammenarbeit von Seismologie, Geologie und Ingenieurgeologie.Federführend ist hierbei das Institut für Maschinenwesen im Baubetrieb (Prof. F. Gehbauer).

Um die Aufgabe überschaubar zu halten, wurde ein mehrere Quadratkilometer großes Gebiet der Innenstadtgewählt, in dem die Bauten aufgenommen und klassifiziert werden. Die wesentlichen Parameter, die dieBaudynamik bestimmen, sind (1) die Eigenperiode eines Gebäudes, solange es linear schwingt, (2) die Last, überder es sich nicht-linear irreversibel verformt, sowie (3) die Duktilität, die die plastische Verformung des Gebäudesbeschreibt, die es erleiden kann, ohne zu kollabieren.

Schäden am Bauwerk entstehen nur, wenn der lineare Bereich der Deformation verlassen wird. Mit obigenParametern gewinnt man eine Kapazitätskurve, die das mechanische (lineare und nicht-lineare) Verhalten desBauwerks charakterisiert. Dieses wird mit der Lastkurve des Erdbebens, dem sog. Antwortspektrum 'geschnitten'.Das resultierende Ausmaß der plastischen Verformung des Baus bestimmt dann die Schadenskategorie, in die dasGebäude eingeordnet wird.

Schadensszenarien dienen der Quantifizierung des potenziellen Schadens, der Quantifizierung der zurSchadensminderung nötigen Ressourcen, als Maß für die Effizienz von vorbeugenden Maßnahmen, als Ent-scheidungswerkzeug für Prioritäten bei Vorbeugungsmaßnahmen, als Maß für die Änderung des Risikos mit derZeit und der schnellen Schadensprojektion nach einem Beben.

Weitere innovative Techniken der Schadensminderung, die im SFB entwickelt werden, sind:

Erschütterungskarten und schnelle Schadensprojektion kurz nach einem Beben in 'near real time';

Erdbebenfrühwarnsystem für Bukarest mit 30 Sekunden Vorwarnzeit (Wenzel et al., 1999, Abb. 5);

Laserscanning von Erdbebengebieten aus der Luft zur schnellen Schadensdetektion;

Computerbasierte Entscheidungssysteme;

Optimierung von Rettungsressourcen mit Methoden des Operation Research;



Entwicklung neuer Rettungsausrüstung für eingestürzte Gebäude.

Abb. 5: Schema eines Erdbebenfrühwarnsystems für Bukarest, basierend auf dem Unterschied zwischen der Laufzeit der P-Wellen zurEpizentralstation und der Laufzeit der schadensbewirkenden S-Wellen nach Bukarest. Der Unterschied beträgt etwa 30 Sekunden.

Schlussgedanken

Die Reduzierung von Katastrophenschäden ist mit Sicherheit eine der großen Heraus-forderungen der nächstenJahrzehnte, bei der die Geowissenschaften eine wichtige Rolle spielen werden.

Die Hauptbotschaft nach 10 Jahren IDNDR lautet, dass eine nachhaltige Katastrophen-vorsorge die heutevorwiegend praktizierte Hilfe nach dem Beben nicht nur begleiten, sondern zum eigentlichen Kern desKatastrophenmanagements werden muss. Heute wendet die Weltbank ca. 20% ihrer Darlehen fürEntwicklungsländer aus-schließlich dafür auf, durch Naturkatastrophen entstandene Schäden zu beheben, d.h. mit20% aller Mittel wird keinerlei Fortschritt erzielt, sondern nur der Status Quo erhalten. Die steigendenBevölkerungszahlen und die wachsende Vulnerabilität werden diesen Prozentsatz zwangsläufig erhöhen, wennnicht bald vorbeugend gegengesteuert wird.

Wachsende Vulnerabilität ist aber nicht nur ein Problem der Entwicklungsländer, sondern muss ebenso inmodernen Industriestaaten konstatiert werden. Nach einer jüngeren Studie der Universität Princeton ist in denU.S.A. die Verletzlichkeit für tropische Wirbelstürme und Erdbeben allein dadurch signifikant angestiegen, dass diebetroffenen Regionen einen erheblichen Zuwachs an Bevölkerung und wirtschaftlichem Potenzial erlebt haben. Inden von Wirbelstürmen bedrohten Staaten Florida, Maryland, North Carolina und Texas stiegen die Bevölkerungseit 1970 um ca. 50%, und die Einkünfte aus wirtschaftlicher Tätigkeit um nahezu das Dreifache. Für dieerdbebengefährdeten Staaten Kalifornien und Washington liegen die entsprechenden Zahlen bei 80%Bevölkerungswachstum und dem zweieinhalbfachen Einkommen.



Bei allen Anstrengungen mittels wissen-schaftlicher und technischer Fortschritte, Auswirkungen von Katastrophenzu mindern, muss klar bleiben, dass dieser Teil der Anstrengungen nur dann sinnvoll ist, wenn das vorhandeneWissen umgesetzt wird, die Einhaltung von Bauregeln erzwungen wird, und die Fähigkeiten und Möglichkeiten derMenschen an den Orten, an denen Katastrophen stattfinden, gestärkt werden. Dies sind politische Aufgaben, dievon der Wissenschaft immer wieder angemahnt werden müssen.

Literatur

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http://seismo.ethz.ch/GSHAP/global/global.html


http://dgg-online.de/mitteilungen/2000_2/Polarlicht-ueber-Deutschland.html[18.04.16 12:25:22]


G. Schulz, Wingst, und V. Haak, Potsdam

Der ungewöhnlich starke magnetische Sturm vom 6. auf den 7. April dieses Jahres bescherte uns eine spektakuläreAurora - mit entsprechender Resonanz in der Presse. Zwei Voraussetzungen waren erfüllt: Die Haupt-phase lief inden Nachtstunden ab und der Himmel war weitgehend wolkenfrei, bis in die höheren Breiten Skandinaviens. DieZeit-verschiebung bewirkte, daß das Nordlicht entlang anderer geographischer Längen gar nicht oder, wie z.B. inNordamerika, "nur" das Ende der Erscheinung zu beobachten war.

An den Tagen darauf verbreiteten die MedienVorhersagen für eine unmittelbar bevorstehende Fortsetzung des Spektakulums, doch - wie nicht anders zuerwarten - mit geringem Erfolg. Ein Blick in die Statistik der magnetischen Kennziffern zeigt nämlich, dass Geduldangesagt ist: Während des letzten Aktivitätsmaximums der Sonne schufen gerade mal zwei Ereignisse dieVoraussetzungen für ähnlich eindrucksvolle Nordlichter in unseren Breiten, von denen eines davon inNorddeutschland beobachtet werden konnte: während des magnetischen Sturms vom 13. auf den 14. März 1989.Eine Wiederholung in nächster Zeit ist aber auch nicht aus-geschlossen, denn das Maximum des aktuellenSonnenfleckenzyklus ist noch nicht erreicht und die magnetische Aktivität hinkt bekanntlich um Monate oder mehrder Sonnenflecken-relativzahl nach.

Die Abbildung zeigt den Verlauf der Horizontalintensität während des Sturms, registriert am ErdmagnetischenObservatorium Wingst. Die Ankunft der Partikelwolke an der irdischen Atmosphäre kündigt sich um genau 16:39UTC mit einem Sprung (Sudden Storm Commencement) von mehr als +100 nT an, um während deranschließenden Hautphase sehr rasch (maximaler Gradient: etwa 250 nT/min) um den zehnfachen Betragabzusinken. Das weist auf starke elektrische Ströme in der Magnetosphäre hin, die im Zusammenhang mit demPolarlicht auftreten. Der Vergleich mit dem ungestörten Verlauf acht Tage später lässt die nur allmählichabklingende Wirkung des mit der Hauptphase einsetzenden Ringstroms sichtbar werden.


http://dgg-online.de/mitteilungen/2000_2/Polarlicht-ueber-Deutschland.html[18.04.16 12:25:22]


http://dgg-online.de/mitteilungen/2000_2/diplom-dissertation-1999.html[18.04.16 12:25:24]


Nachfolgend werden die im Jahr 1999 an Geophysik-Instituten oder geophysiknahen Institutionendeutschsprachiger Hochschulen angefertigten Diplomarbeiten, Dissertationen und Habilitationsschriftendokumentiert. Institute, die in diesem Jahr mit einer Fehlanzeige geantwortet haben oder an denen grundsätzlichkeine entsprechenden Arbeiten vergeben werden, sind nicht aufgeführt.

Lehr- und Forschungsgebiet für

Angewandte Geophysik

RWTH Aachen

Lochnerstr. 4 - 20

D-52056 Aachen

Diplomarbeiten

Blumenstein, Sven: Seismotektonische Untersuchungen im Gebiet des Lake Magadi, Kenia.

Gerick, Eva: Vergleich der petrologischen und bohrlochgeophysikalischen Eigenschaften von Gneisen aus kontinentalen Tiefbohrungen: KTB-VB, Leuggern, Cajon und Moodus.

Kaupp, Alexandra: Untersuchungen von Bohrlochmessungen zur Sequenzstratigraphie des New Jersey Schelfs (ODP-Leg174A).

Wagner, Roland: Untersuchung des seismischen Geschwindigkeitsfeldes in der oberen Erdkruste des südlichen Kenia Rifts (Magadi-Rift).

Dissertation

Bartetzko, Anne: Aufbau und Entstehung ozeanischer Kruste an mittelozeanischen Rücken: Eine Interpretation von Bohrlochmessungen ausDSDP/ODP Bohrungen.

Zusammenfassungen der jeweiligen Arbeiten sind abgelegt unter:

http://www.rwth-aachen.de/geop/

Freie Universität Berlin

Fachrichtung Geophysik

Malteserstr. 74 - 100, Haus D

D-12249 Berlin

http://www.rwth-aachen.de/geop/



Diplomarbeiten

Kebbal-Levin, Hafsia: Studie zur Signifikanz von 3D-Modellen in der Gravimetrie am Beispiel der Nazca-Platte.

Hofman, Mathias: Dreidimensionale Interpretation und Interpretation von Schwerefeldern.

Graßnickel, Jens: Das Frequenzspektrum von Minensprengungen und ihr Einfluß auf krustenseismische Registrierungen in Nordchile.

Dissertationen

Haberland, Christian: Die Verteilung der Absorption seismischer Wellen in den westlichen zentralen Anden.

Mohr, Sabine: Strukturierung und Datenanalyse mit Hilfe von GIS-Methoden.

Korte, Monika: Kombination regionaler magnetischer Vermessungen Europas zwischen 1955 und 1995: Modellierung der geomagnetischenSäkularvariation durch Spherical Cap Harmonic Analysis zur Untersuchung möglicher Säkularvariationsanomalien.

Patzig, Robert: Lokalbebentomographie der Umgebung von Antofagasta (N-Chile).

Oettinger, Guido: Magnetotellurische Messungen im sächsischen Granulitgebirge: Separation von Nutz- und Störsignalen und Verteilung derelektrischen Leitfähigkeit.

Müller, Andreas: Ein EDV-orientiertes Verfahren zur Berechnung der topographischen Reduktion im Hochgebirge mit digitalenGeländemodellen.

Goltz, Georg: Lokale Schwerefeldbestimmung und –modellierung mit Hilfe der Ableitungen des Schwerepotentials.

Rath, Volker: Fluidsysteme in der Kruste: Modellrechnungen zur Entstehung impermeabler Barrieren.

Habilitation

Asch, Günter: Präzise und schnelle Herdparameter-Bestimmung – eine Herausforderung an die moderne Seismologie.



Institut für Geophysik

Ruhr-Universität Bochum

Universitätsstr. 150

D-44801 Bochum

Diplomarbeiten

Bertram, Andreas: Veränderung physikalischer Eigenschaften bei der Dilatanz von Steinsalz.

Dorner, Dorothée: Experiment zur Synthese von Jadeit.

Erlenhorst, Holger: Fuzzy Clusteranalyse lokaler Spektren des seismischen Wellenfeldes.

Krüger, Dirk: Vorwärtsmodellierung von Subduktionszonen am Beispiel Kreta.

Orzol, Jens: Experimentelle Deformation von Jadeit.

Dissertationen

Heyde, Ingo: Integrierte Interpretation gravimetrischer und magnetischer Daten am Beispiel KTB.

Habilitationen

Joswig, Manfred: Raumzeitliche Seismizitätanalyse mit Methoden zur Handhabung von unvollständigem Wissen.

Geologisches Institut

Universität Bonn

Lehrstuhl für Geodynamik - Physik der Lithosphäre

Angewandte Geophysik

Nußallee 8



D-53115 Bonn

Diplomarbeiten

Gaensicke, Holger: Untersuchungen möglicher Be-ziehungen der seismischen Diskontinuitäten im oberen Erdmantel.

Herrmann, Urte: Analyse von Fluidpegelmessungen in der KTB-Vorbohrung im Frequenzbereich 0,01 mHz bis 11 mHz.

Kühnast, Birgit: Geoelektrische Untersuchungen im Raum St.Augustin/Hangelar (Bonn).

Hoffmann-Rothe, Arne: 2D- und 3D-Modellierung und Interpretation magnetotellurischer und geomagnetischer Daten aus Zentral Java,Indonesien.

Willemsen, Rabea: Geologische Kartierung und geoelektrische Untersuchung eines Bruch-Systems im Naturschutzgebiet "Hangbrücher beiMorbach" im Hunsrück.

Heidbüchel, Sven: Untersuchungen von Klüften in der Kohle der Niederrheinischen Bucht hinsichtlich einer Verbesserung des Bohrbetriebesim Tagebauvorfeld.

Küpper, Michael: Modellierung kleinskaliger Sedimentstrukturen in fließenden Gewässern.

Dissertationen

Grecksch, Gunnar: Analyse und Interpretation von Brunnenspiegelschwankungen als Folge des Roermond-Erdbebens vom April 1992.

Herrmann, Hans: Numerische Simulation reaktiver Strömungen im porösen Untergrund am Beispiel der Lösung und Ausfällung von Quarz.

Schwarze, Holger: Transport gelöster Stoffe in porösen Medien: Störungstheoretische Ansätze und numerische Simulationen.

Wackertapp, Jörg: Ein Modell zur numerischen Simulation von Rißlokalisierungen in porösen Medien.

Institut für Geophysik und Meteorologie

Technische Universität Braunschweig

Mendelssohnstr. 3

D-38106 Braunschweig



Diplomarbeiten

Kirstein, Florian: Magnetische Reinheit von Satelliten: Gradiometermethode.

Neuhaus, Anja: Magnetische Reinheit: Feldvorhersage durch Kollokation.

Schwebel, Robert: Eignung magnetoresistiver Sensoren für den Einsatz in der Geophysik.

Dissertationen

Fischer, Christian: Beobachtung und Simulation von Strukturen im Plasmaschweif eines Kometen.

Henke, Thomas: Ionisationszustände und magnetische Topologie koronaler Massenauswürfe.

Yin, Chang Chung: Electromagnetic Induction in a Layered Conductor with Arbitrary Anisotropy.

Zong, Qiugang: Energetic Oxygen Ions in Geospace Observed by the GEOTAIL Spacecraft - An Indicator of Magnetospheric Dynamics.

Fachbereich 5 - Geowissenschaften

Universität Bremen

Klagenfurter Straße

D-28359 Bremen

Dissertationen

Schmieder, Frank: Magnetic Cyclostratigraphy of South Atlantic Sediments.

Schwager, Matthias: Eisbohrkernuntersuchungen zur räumlichen und zeitlichen Variabilität von Temperatur und Niederschlagsrate imSpätholozän in Nordgrönland.

Zühlsdorff, Lars: High Resolution Multi-Frequency seismic surveys at the Eastern Juan de Fuca Ridge Flank and the Cascadia Margin -Evidence for thermally and tectonically driven fluid upflow in marine sediments.

Habilitation

von Dobeneck, Tilo: Analytical Strategies in Environmental Magnetism - A South Atlantic Perspective.


Technische Universität Clausthal



Arnold-Sommerfeld-Str. 1

D-38678 Clausthal-Zellerfeld

Diplomarbeiten

Düsing, Carsten: Archäogeophysikalische Untersuchungen in der antiken Stadt Aizanoi.

Latuske, Markus: Interpretation des Perm-Reflektors in seismischen Profilen aus dem Inner Moray Firth Basin, UK North Sea.

Niemeyer, Axel: Berechnung theoretischer Seismogramme nach der Reflektivitätsmethode zur Eingabe in ein Processingsystem für seismischeDaten.

Schonart, Joachim: Messungen elektrischer Parameter an künstlichen und natürlichen Proben im Frequenzbereich von 1 MHz bis 1 GHz.

Institut für Meteorologie und Geophysik

Universität Frankfurt

Feldbergstr. 47

D-60323 Frankfurt/M.

Diplomarbeiten

Aberle, Martin: Teleseismische Studie im nördlichen Oberrheintal – Messungen und Inversion von P-Laufzeitresiduen.

Ricker, Helge: Magnetotellurik im Taunus – Messungen im Periodenbereich von 10ms bis 10000s.

Weckmann, Ute: Magnetotellurische Messungen im Nördlichen Spessart.

Dissertation

Schmidt, Thomas: Globale Kartierung der Absorption seismischer Wellen in der Asthenosphäre.

TU Bergakademie Freiberg


Gustav-Zeuner-Str. 12

D- 09596 Freiberg

Diplomarbeiten



Lehmann, Jens: Lithologische Bewertung von Flachbohrungen.

Förster, Matthias: Bearbeitung von Akustiklog-Messungen.

Schmidt, Thomas: Kontrolle von Kippenverdichtung mittels Oberflächenwellen.

Habilitation

Pretzschner, Carsten: In situ Bestimmung elastischer Gesteinseigenschaften durch akustische Bohrlochmessung und In-Bohrloch-Tomographische Rekonstruktion (FTBR).


Universität Göttingen

Herzberger Landstr. 180

D-37075 Göttingen

Diplomarbeiten

Gatzemeier, Alexander: Geoelektrik mit langen Auslagen.

Jantos, Christiane: Audiomagnetotellurische Messungen mit der neuen Göttinger "Midband" –Anlage in Bad Königshofen.

Kutzner, Carsten: Numerische Simulationen des Geodynamos: Einfluß verschiedener Antriebsarten auf Strömung und Magnetfeld.

Rau, Steffen: Flüssigkeitsströmungen an der Kern-Mantel-Grenze berechnet aus Magnetfelddaten – Test des Verfahrens mit Daten ausnumerischen Dynamosimulationen.

Rothert, Elmar: Streuung seismischer Wellen an kleinskaligen Heterogenitäten unter dem Gräfenberg-Array.

Woltermann, Miriam: P-Kodaphasen chinesischer Nuklear-Tests an seismischen Arrays.

Dissertationen

Claßen, Sabine: Der Einfluß von Rotation auf Konvektion und Kristallisation eines binären Eutektischen Systems in Hinblick auf den Erdkern.



Schlesier, Anke: Observations and simulations of ionospheric storms.

Thomas, Christine: The fine structure of the Earth’s deep mantle determined with scattered seismic core phases.

Institut für Nachrichtentechnik und Wellenausbreitung

Technische Universität Graz

Inffeldgasse 12

A-8010 Graz

Diplomarbeiten

Frank, A.: Aufbau eines digitalen Fluxgate – Magnetometers.

Omerbegovic, A.: Radiationhardness Test of 20-bit CS5508 ADC Converter.

Sommer, Margit: Testausrüstung für COROT / Extraktor.

Dissertation

Magnes, Werner: Ground – Station Magnetometer Network CHIMAG in the Frame of the Chinese Meridian Project.

Trautner, R.: A Microsatellite Communication System.


Universität Hamburg

Bundesstr. 55

D-20146 Hamburg

Diplomarbeiten

Dorcasberro, Ronald Ives: Krustenaufbau Süd-Kretas durch On- und Offshore WARRP-seismische Messungen.

Linke, Nicole: Vergleich von Integrationsverfahren für die dreidimensioale Wellenfrontkonstruktion.



Dissertationen

Bohnhoff, Marco: Untersuchung der Krustenstruktur der Region Kreta durch weitwinkelseismische Messungen.

Institut für Geowissenschaften

Universität Jena

Burgweg 11

07749 Jena

Diplomarbeiten

Betzl, Norbert: Installation des Ostthüringer Seismischen Netzwerkes und Aufbau eines Arbeitsplatzes zur Auswertung seismologischer Daten.

Exß, Jan: Strainmeter im Geodynamischen Observatorium Moxa.

Hofmann, Yvonne: Geophysikalische Verfahren in der Archäologie: Untersuchungen im Bereich der Festung Kalo, Dänemark.

Habilitation

Gründer, Norbert: Zweiphasenströmung im oberen Erdmantel und chemische Differentiation.

Geophysikalisches Institut

Universität Karlsruhe

Hertzstr. 16

D-76187 Karlsruhe

Diplomarbeiten

Bourguignon, Sandra: Permanent angeregte Eigenschwingungen der Erde.

Eisen, Olaf: Einfluss von Rinnen im Meereis auf Energiebilanz und Eisproduktion im Weddelmeer (Antarktis).

Goergen, Claudius: Bestimmung der Parameter des `Nearly Diurnal Free Wobble´ mit neuen Gravimeterregistrierungen vom BFO.

Heidinger, Philipp: Bestimmung der Sickerwasserfliessgeschwindigkeit durch Wärmezufuhr.



Jaeger, Rainer: The Common-Reflection-Surface Stack: Theory and Application.

Mauch, Robert: Kohaerenzanalyse seismischer Daten.

Muench, Thomas: 3-D Tomography of the Lithosphere under the Vrancea Zone in Romania with Local Earthquake Data.

Neugebauer, Roswitha: Modellbildung und experimentelle Analyse der Waermequelle Erdreich.

Rumpel, Hanna-Maria: Scherwellenmodellierung entlang des Refraktionsprolils Varnet-Linie B (Variscan Network) in Suedwestirland mitintegrierter geophysikalisch-petrographischer Interpretation.

Seher, Wolfgang: Messungen des komplexen Dielektrizitaetskoeffizienten zur Bestimmung der Bodenfeuchte mittels elektromagnetischerVerfahren.

Spindler, Sabine: S-Wellenmodellierung der Tiefenstruktur des oestlichen Saxothuringikums mit integrierter petrologischen Interpretation.

Traub, Baerbel: Seismische Wellenfeldmodellierung in 3-D Strukturen mittels rekursiven Raytracing.

Dissertationen

Essenreiter, Robert: Identifizierung und Unterdrückung von Multiplen Reflexionen mit neuronalen Netzen. Dissertation.

Mueller, Thilo: Die Methode des Common Reflection Surface Stack: Seismisches Abbilden ohne explizite Kenntnis desGeschwindigkeitsmodells.

Pasasa, Linus: Hochaufloesende Prestack Kirchhoff Tiefenmigration.

Tittgemeyer, Marc: Streuung elastischer Wellen im oberen Mantel.

Institut für Boden- und Felsmechanik

Universität Karlsruhe

Postfach 6980

76128 Karlsruhe



Dissertation

Bieberstein, Andreas: Leckageortung bei geotechnischen Dichtungen mittels elektrischem Potentialverfahren.


Universität Kiel

Otto-Hahn-Platz 1

D-24118 Kiel

Diplomarbeiten

Berhorst, Arnim: Die Auswirkungen verschiedener Geschwindigkeitsmodelle und Migrationsmethoden auf das seismische Imaging von 3D-Daten.

Brudek, Peter: Geomagnetische Prospektion im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogrammes Romanisierung.

Budweg, Martin Stephan: Das TOR-1 Projekt: Erste Ergebnisse von teleseismischen Laufzeituntersuchungen in der TranseuropäischenSuturzone.

Ebbing, Jörg: Die Struktur des Chicxulub-Impaktkraters in Yucatan/Mexiko - Eine 3D-Schweremodellierung.

Jacobs, Birgit: Reflexionsseismische Strukturen der kanarischen Inselflanken. Ein Beitrag zur zeitlichen Entwicklung derSedimentationsgeschichte des Kanarischen Beckens.

Karp, Tobias: Untersuchung des Auflösungsvermögens hochfrequenter Ozean-Boden-Hydrophondaten durch strahlenseismischeGeschwindigkeitsanalyse und Vorstudien zur Full-Waveform-Inversion am Beispiel des Vring Plateaus.

Kroll, Stefan: Untersuchung ausgewählter Filterverfahren in der angewandten Magnetik.

Maerklin, Nils: Polarisationsanalyse refraktionsseismischer Daten vom Vulkan Merapi, Indonesien.

Trinks, Immo: Bearbeitung und Visualisierung 4-dimensionaler Bodenradar-Daten.

Werner, Stephanie C.: Suvasvesi N, Gravimetrische und aeromagnetische Modellierung einer finnischen Impaktkraterstruktur.

Woelbern, Ingo: Verifizirung krustenbedingter Einflüsse auf Laufzeitresiduen von Erdbebenwellen anhand von Daten aus dem TOR-1-Projekt.

Wülz, Susanne: Flächenhafte 4K-Scher-wellenrefraktionsseisik - das Experiment von Milet.



Institut für Geophysik und Meteorologie

Universität Köln

Albertus-Magnus-Platz

D-50923 Köln

Diplomarbeiten

Commer, Michael: Ein spezielles Verfahren der eindimensionalen kombinierten Inversion von Long-Offset Transient Electromagnetic(LOTEM)- und Magnetotellurik (MT)-Daten.

Griesel, Alexa: Ein Lösungslogarithmus für chemische Umsetzung in der Gas- und Flüssigphase im EURAD-CTM2.

Meier, Andreas: Modellstudien zur Auswirkung heterogener Prozesse in Cirruswolken auf dei Chemie der oberen Troposphäre.

Roosen, Hanni: Mehrdimensionale Interpretation von Schlumberger-Sondierungen auf Fundamenten des ehemaligen BahnbetriebswerkesDüren.

Salzmann, Marc: Adaptive Gitterverfeinerung für ein Chemie-Transport-Modell.

Schieke, Sascha: Geschwindigkeitsabschätzung von Elektrodichtefluktuationen mit den Dopplerdaten der Missionen GALILEO, ULYSSES &NEAR.

Schwinn, Wolfgang: 1-D-Joint-Inversion von Radiomagnetotellurik- (RMT) und Transientelektromagnetik-Daten (TEM): eine Anwendungzur Grundwasserexploration in Grundfør, Dänemark.

Stahl, Ute: Horizontale Magnetfeldkomponenten und Magnetfeldsensoren der long-offset transient electromagnetics (LOTEM)-Methode.

Weber, Michael: Die Auswirkungen der Nestung auf die Konzentrationen und Budgets ausgewählter Spurenstoffe während einerSommersmogepisode.

Dissertation

Müller, Martin: Elektromagnetik an Vulkanen – die Anwendung der long-offset transient electromagnetics (LOTEM)-Methode an denVulkanen Vesuv (Italien) und Merapi (Java, Indonesien).

Roeben, Birdie Josyline: Wolken in einem mesokaligen Chemie-Transport-Modell: Prozessanalyse, Sensitivität bezüglich der horizontalenAuflösung und Einführung alternativen Bestimmungsverfahren.



Schell, Benedikt: Die Behandlung sekundärer organischer Aerosole in einem komplexen Chemie-Transport-Modell.

Schmidt, Hauke: Vierdimensionale Datenassimilation nach der Variationsmethode für ein mesokaliges Chemie-Transport-Modell.

Schönfelder, Torsten: Gemeinsame Interpretation von Meßverfahren der geophysikalischen Flacherkundung unter Verwendung von Georadar.

Söding, Anne: Magnetfeldstrukturen im Sonnenwind: Beobachtungen von Diskontinuitäten in der 3-D-Heliosphäre und Methoden zurUntersuchung von 1-D- und 2-D-Strukturen.

Sperveslage, Katja: Dynamische Strukturen im Sonnenwind: Vorschockwellen und magnetische Löcher.

Tilmes, Stefan: Verfahren zur Analyse von Messungen atmosphärischer Spurengase mit dem Ziel der Assimilation in Chemie-Transport-Modellen.

Institut für Geophysik und Geologie

Universität Leipzig

Talstr. 35

D-04103 Leipzig

Diplomarbeit

Bergmann, Karin: Untersuchungen zur Wasserverteilung und Aufsättigung in Tagebaukippen.Eisermann, Danny: Datenacquisition undProcessing von mehrfachüberdeckenden Georadardaten zur Ableitung eines Geschwindigkeits- und Impedanzmodell desUntergrundes.Krüger, Jens: Ableitung eines seismogeologischen Untergrundmodells aus reflexionsseismischen Messungen unterBerücksichtigung von synthetischen Seismogrammen.Rücker, Carsten: Die Methode der Finiten Elemente mit adaptiver Gittererzeugung undIntegration eines Mehrgitterverfahrens zum Lösen des gleichstrom-geoelektrischen Vorwärtsproblems.

Skamletz, Jörg: Modellierung des Gebirgschlags von Teutschenthal.

Wagner, Norman: Bestimmung der komplexen elektrischen Leitfähigkeit von Lockersedimenten aus reflektierten und transmittiertenelektromagnetischen Wellen..

Zöllner, Henning: Nachweis geologischer Störungen durch Bearbeitung und Interpretation mariner seismischer Daten.

Dissertation

Dittrich, Götz: Geophysikalische Untersuchungen an archäologischen Objekten in NW-Sachsen unter besonderer Berücksichtigunggeomagnetischer Prospektions- und Inversionstechniken.Mallén, G.: Isotopenanalytische Charakterisierung hydrodynamischer undbiogeochemischer Prozesse in Uferfiltrat und landseitigen Grundwäassern der Torgauer Elbtalwanne unter besonderer Berücksichtigung der



Herkunft und Umwandlungen von Kohlenstoff- und Schwefelspezies.

Schütze, Claudia: Geoelektrische Prozessquotiententomographie zum Nachweis dreidimensionaler Transportprozesse inPorengrundwasserleitern.Institut für Geophysik

Universität Leoben

Franz-Josef-Str. 18

A-8700 Leoben

Diplomarbeiten

Poschinger, Thomas: Erdbebengefährdung in Nahost – Einflüsse von Seismizitätsmodellierung und Intensitätsabnahmefunktionen.

Schaffern, Irmgard: Ocean Bottom Seismics.

Striek, Ingo: Multi-Wavelet Spektral- und Polarisationsanalyse: ein kommerzielles Programmpaket.

Baierl, Herwig: Vergleich der Ergebnisse einer integrierten Auswertung von Bohrlochmessungen über Elektrofaciesanalyse und geostatistischeMethoden mit Bohrkerndaten.

Lippitsch, Regina: 2d-Analyse von Strömungsvorgängen und Teilchentransportprozessen in transparenten Flüssigkeiten mit Hilfe derDunkelfeldmeßtechnik.

Dissertationen

Graßl, Herfried: NESTMK – Ein Tiefenseismikprofil in der Nordoststeiermark.

Schneiderbauer, Klaus: Experimentelle Untersuchungen und numerische Simulation der Stoß- und Druckwellenausbreitung in komplexenHohlraumsystemen und derer Auswirkungen auf das umgebende Gebirge.


Universität Mainz

Saarstr. 21

D-55099 Mainz

Habilitation

Regenauer-Lieb, Klaus: Energy estimates for large scale plate tectonic deformation: Focussing of the strain energy density in the ductile partof the lithosphere due to kinematics and rheology.



Institut für Allgemeine und Angewandte Geophysik

Universität München

Theresienstr. 41

D-80333 München

Diplomarbeiten

Fritsche, Robert: Geophysikalische und bodenkundliche Untersuchungen magnetischer Anomalien in der archäologischen Prospektion.Analyse schwach ausgeprägter Magnetfeldanomalien bei eindeutigen Luftbildbefunden am Beispiel der Grabenwerke bei Palzing (Lkr.Freising) und Etting (Lkr. Ingolstadt).

Käser, Martin Andreas: Simulation of Seismic Wave Propagation on Irregular Grids.

König, Matthias: Langzeitbeobachtung erdelektrischer und erdmagnetischer Felder in Island.

Kraft, Toni: Die Seismizität der nördlichen Ostalpen und die Herdmechanik ausgewählter Erdbeben.

Krása, David: Gesteinsmagnetische, röntgendiffraktometrische und mikroskopische Untersuchungen zum Oxidationsmechanismus vonTitanomagnetiten in Ozeanbasalten.

Röttgermann, Uwe: Untersuchungen an der Magnetopause.

Scheu, Bettina: Multivariate statistische Analysen petrophysikalischer Größen zur Charakterisierung von Impaktformationen am Beispiel derForschungsbohrung Nördlingen 1973.

Wirth, Wolfgang: Bestimmung von Herdmechanismen für Erdbeben in der Region Vogtland/Westböhmen und Ableitung des zugehörigenSpannungsfeldes.

Dissertationen

Hanzlik, Marianne: Elektronenmikroskopische und magnetomineralogische Untersuchungen an magnetotaktischen Bakterien des Chiemseesund an bakteriellem Magnetit eisenreduzierender Bakterien.

Rau, Ingo: Multitracerstudie zum Langzeitverhalten von heterogenporösen Medien.

Schuch, Max: Paläomagnetismus und Gesteinsmagentismus von glazialen und postglazialen Seesedimenten Oberbayerns.



Settles, Erik Kenneth: Paläomagnetische Untersuchungen an jurassischen Sedimenten des Stabilen Europa:

Implikationen für die scheinbare Polwanderkurve Europas und Rotationen innerhalb des Kontinents.

Wollny, Klaus: Die Natur der Bodenwelle des Georadar und ihr Einsatz zur Feuchtebestimmung.


Universität Münster

Corrensstr. 24

D-48149 Münster

Diplomarbeiten

Ehrhardt, Axel: Reflexionsseismische Daten des Agulhas Plateaus: Problematik der Migration – Neue Hinweise für exzessiven Vulkanismus.

Pfender, Marion: Topographie und Glazialhydrologie von King George Island , Antarktis.

Simonovic, Marko: Untersuchung der Abstrahlcharakteristik und Eingangsimpedanz von Bohrlochantennen im Frequenzbereich von 1 MHzbis 500 MHz.

angefertigt am Institut für Planetologie, Universität Münster:

Hunfeld, Ulrich: Ein mit Knotenmodellen entwickeltes

Thermaldesign für die Front-End-Elektronik eines in

situ Kometenexperiments.

Lange, Peter: Thermische Evolutionsrechnungen für den Mars mit Hilfe neuer Parametrisierungen des Wärmetransports.

Ziethe, Ruth: Dreidimensionale Konvektion im Mond und deren Einfluss auf Topographie und Geoid.

- angefertigt am GeoForschungsZentrum Potsdam:

Hagedoorn, Jan M.: Modellierung von atmosphärischen Einflüssen auf hochgenaue Schweremessungen mit Hilfe elastischer Erdmodelle.

Dissertationen



Bahloul, Fathy: Kartierung oberflächennaher Grundwasservorkommen mit dem elektromagnetischen Reflexionsverfahren (EMR):Bestimmung der elektrischen Kenngrößen durch kombinierte Auswertung von Gleichstromgeoelektrik und elektromagnetischenReflexionsmessungen.

- angefertigt am Institut für Planetologie, Universität Münster

Conzelmann, Vera: Thermische Evolution des Planeten Merkur berechnet unter Anwendung verschiedener Viskositätsgesetze.


Universität Potsdam

Postfach 601553

D-14415 Potsdam

Dissertationen

Brüchmann, Cathrin: Diatomeen in frühholozänen Warven des Holzmaares (Eifel) und ihre Bedeutung für paläolimnologischeRekonstruktionen.

Hermanns, Reginald: Spatial-temporal distribution of mountain-front collapse and formation of giant landslides in the arid Andes of northwestArgentina.

Ziemann, Martin: Spektroskopische Untersuchung am Sillimanit des Pegmatoids des Reinbolt Hills.

Xiao, Xiaohui: Experimental study of the Rheology of Synthetic Anorthite – Quartz Aggregates.

Althaus, Tillmann: Zur Geochemie der Edelgase ultramafischer Mantelxenolithe

Deutsche Geophysikalische Gesellschaft e.V....Beobachtungen die von Schulte-Pelkum und Earle (1999)...

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