Tsunami-alarmsystemen door politiek vertraagd
De tsunami van 26 december 2004 maakte duidelijk dat ICT een steeds grotere rol speelt in rampenbestrijding. Kort nadat de stranden van zuidelijk Thailand in een rampgebied waren veranderd, arriveerden ruim honderd Zweedse experts op het zwaar getroffen Phuket om overlevenden bij te staan en slachtoffers te identificeren. Binnen 24 uur werden vijftien pc’s, een server en een directe (VoIP-)verbinding opgezet om foto’s van slachtoffers naar Zweden te sturen en forensische gegevens met familieleden uit te wisselen. Teams van 23 andere landen volgden, en kort daarna was Phukets telefoonkantoor veranderd in het grootste ‘disaster victim identification’-centrum ter wereld. Thailand beschikt over een moderne communicatie-infrastructuur, en de regering kreeg lof toegezwaaid voor het beschikbaar stellen van communicatiefaciliteiten in moeilijke omstandigheden. In Sri Lanka en Indonesië werden hulpoperaties gehinderd door schade aan de communicatie-infrastructuur. De problemen werden deels ondervangen door NetRelief, een non-profitorganisatie die het internet gebruikt om snel hulp te bieden in rampgebieden. NetRelief ontwikkelde de Net Relief Kit (NRK), een noodvoorziening voor internetcommunicatie via de satelliet. De NRK, een gezamenlijk project van NetHope, Cisco en Inmarsat, maakt gebruik van satellieten om een draadloos netwerk op te zetten. Met een NRK kan een Wi-Fi-communicatie-infrastuctuur opgezet worden voor VoIP- en datacommunicatie, waarmee niet alleen forensische gegevens maar ook satellietfoto’s, landkaarten en plattegronden van steden uitgewisseld kunnen worden. Het forensische onderzoek zal nog maanden in beslag nemen, maar de aandacht is inmiddels verlegd naar tsunami-alarmsystemen. Na de decemberramp werden de getroffen landen bedolven onder voorstellen, van onder andere Duitsland, de VS, Australië en Japan, om een regionaal waarschuwingssysteem op te zetten. Deze aanbiedingen creëerden echter problemen om tot een gezamenlijke aanpak te komen. Kosten De financiering van de voorgestelde systemen is ook een punt van zorg. De getroffen landen hebben een gezamenlijke buitenlandse schuld van ongeveer 275 miljard dollar, en zal verder oplopen door de kosten van de wederopbouw van steden en infrastructuur. Het in bedrijf houden van tsunami-alarmsystemen vereist hoogwaardige kennis, en de kosten bedragen vele miljoenen per jaar. Het voor Indonesië geplande Duitse systeem bestaat uit onder meer 10 GPS-zeeboeien, 10 GPS-waterdrukmeters (‘tsunameters’) en 25 seismografische meetinstrumenten. Prih Hajardi, directeur van het Indonesische Geophysics Data and Information Center, verklaarde dat het systeem wekelijks getest zal moeten worden en maandelijks groot onderhoud vereist. Hij schat de kosten op 300.000 dollar per maand. Volgens experts moeten tien van dergelijke systemen aangelegd worden in de Indische Oceaan. Japan spendeert jaarlijks ongeveer 20 miljoen dollar aan een tsunami-waarschuwingssysteem. De Japanse eilanden worden omringd door een netwerk van 300 seismische sensoren en 80 tsunameters. Deze op de zeebodem verankerde drukmeters signaleren ongewone waterverplaatsing, en sturen data via zenders op zeeboeien naar de computercentra. Computers berekenen waar de tsunami de kust bereikt, wanneer, en de mogelijke hoogte van de golven. Drie minuten na de zeebeving wordt de bevolking in bedreigde kuststreken via TV, radio en luidsprekers gealarmeerd. Ook de VS beschikt over een geavanceerd alarmsysteem. Het Pacific Tsunami Warning System in Hawaii waarschuwt 26 landen rondom de Stille Oceaan als een zeebeving wordt geregistreerd. Het systeem heeft tot dusver alleen zijn waarde bewezen door het aantal valse alarms terug te brengen. Het tijdig intrekken van het tsunami-alarm voor Hawaii in 2003 bespaarde de plaatselijke economie naar schatting 68 miljoen dollar. De beving op Tweede Paasdag was aanleiding voor Thailand om niet te wachten op een regionaal alarmsysteem, maar het project zelf ter hand te nemen. De komende weken worden seismische meetapparatuur en tsunameters uit Duitsland, Zweden en Japan in de Andamanzee geïnstalleerd. Langs kwetsbare kuststreken worden honderden radiozenders met luidsprekers opgesteld om de bevolking en toeristen te waarschuwen. Het mobiele telefoonnetwerk wordt aangepast voor ‘cell broadcasting’. Hiermee wordt het mogelijk gelijktijdig 20 miljoen sms’en te sturen naar mensen in de gevarenzones. Dobber met sensoren In februari kwamen duizend vertegenwoordigers van de internationale IT-gemeenschap op Phuket bijeen om te bespreken hoe IT beter ingezet kan worden bij rampenbestrijding. Bill Gates van Microsoft zei in een videoboodschap dat betere integratie van ICT-systemen nodig is. Hij noemde het belang van XML om diverse informatiesystemen beter met elkaar te laten communiceren. Pascal Sero, hoofd research van Oracle, onderschreef Gates’ betoog. Collaboratiesoftware moet op XML gebaseerd zijn om ondersteuning te bieden voor diverse informatiesystemen (e-mail, fax, video en tekstcommunicatie). Data moeten benaderd kunnen worden met verschillende communicatieprotocollen en via draadloze en vaste lijnverbindingen. Volgens W. David Stephenson, specialist in gedistribueerde veiligheidsstrategieën, moeten systemen voor rampenbestrijding aan een aantal voorwaarden voldoen. • De communicatie-infrastructuur moet gebaseerd zijn op het internetprotocol (IP), omdat packetgebaseerde informatie minder bandbreedte vereist. • Het systeem moet gebaseerd zijn op applicaties die ook in het dagelijks leven gebruikt worden, zodat mensen in een noodgeval niet met onbekende technologieën geconfronteerd worden. • Het systeem moet gedecentraliseerd zijn, zodat het uitvallen van een hoofdcentrale niet leidt tot de uitval van het hele systeem. • Het systeem moet in staat zijn van tevoren informatie te verspreiden, zodat noodmaatregelen snel geactiveerd kunnen worden en het systeem niet overbelast wordt tijdens een crisis. Of de arme landen rondom de Indische Oceaan kostbare en onderhoudsgevoelige systemen in bedrijf kunnen houden zal moeten blijken. Deskundigen wijzen er ook op dat een aantal landen in de regio zal moeten investeren in infrastructuur die nodig is om de bevolking tijdig te kunnen waarschuwen. Miljoenen mensen langs de kusten en op verafgelegen eilanden beschikken niet over basisvoorzieningen zoals elektriciteit. De ironie wil dat hulpwerkers het straatarme Bangladesh als voorbeeld stellen voor een ‘low-tech’ maar efficiënt alarmsysteem. Bangladesh wordt regelmatig geteisterd door cyclonen. Bij overstromingsgevaar waarschuwt de regering honderden langs de kust verspreide ‘boodschappers’ die de bevolking informeren over het dreigende gevaar en evacuaties in goede banen leiden. Een 27-jarige Indiase elektricien, P Velmurugan, heeft in maart een miniatuur alarmsysteem gedemonstreerd dat gebruikt kan worden totdat een grootschalig systeem operationeel is. De technicus ontwikkelde een soort dobber met ingebouwde sensoren en radiozender. De dobber wordt in een geïsoleerd waterbassin (een meer of vijver) geplaatst. Als het water door een aardschok in beweging komt, stuurt de dobber een sms naar het rampenbestrijdingscentrum. Kosten van de dobber: ongeveer 25 euro. Jan Krikke is publicist en AG-correspondent in Azië.Computersimulaties Enkele uren na de Sumatra-zeebeving op Tweede Kerstdag 2004 produceerde Vasily Titov, onderzoeker aan het Pacific Marine Environmental Laboratory in Seattle, een 90-seconden-animatie die toonde hoe de tsunami zich in 44 uur en 27 minuten over de wereld zou verspreiden. Titov maakte gebruik van het experimentele simulatieprogramma Most (Method of Splitting Tsunami). Most verwerkt seismische gegevens van de zeebeving, berekent de resulterende waterverplaatsing en voorspelt de zogenaamde run-up, de hoogte van de golven als ze de kusten bereiken. Dit laatste wordt mede bepaald aan de hand van kaarten van de zeebodem. De simulaties van Titov en andere tsunami-experts bleken opvallend accuraat, ook in de verwachting dat de ‘achterkant’ van Sri Lanka getroffen zou worden. Maar de simulaties hadden niet voorzien dat Sumatra door 25-meters hoge golven getroffen zou worden. De meeste simulaties voorspelden golven met een hoogte van 10 meter. Dit mede als gevolg van de omvang van de beving, die krachtiger bleek dan men oorspronkelijk had aangenomen. Bovendien zijn de eerste simulaties gebaseerd op een lage (ruimtelijke) resolutie van ongeveer 1 tot 2 vierkante kilometer. In tweede instantie wordt een hogere resolutie van ongeveer 10 tot 50 vierkante meter gebruikt. Hierbij worden meer details van het gebied, zoals kleine baaien en onderzeese voorgebergtes, in de berekening meegenomen, waardoor een beter beeld ontstaat. Titov en andere experts produceerden hun eerste simulaties nog voordat de tsunami zich over de hele wereld had verspreid. De simulaties liepen deels vooruit op de werkelijkheid. In tegenstelling tot virtual reality, die gebaseerd is op een ‘gedachte werkelijkheid’, toonde computers een ‘preview’ van wat er werkelijk stond te gebeuren. De techniek maakte daarmee een conceptuele sprong van virtual reality naar future reality. Tsunami-alarm voor pc Een week na de tsunamiramp lanceerde de Amerikaanse IT-columnist Robert X. Cringely een opmerkelijk voorstel om de pc in te zetten als een persoonlijk tsunami-alarmsysteem. Cringely wees erop dat actuele seismische data via het internet vrij beschikbaar zijn en gebruikt kunnen worden om een ‘widget’ te ontwikkelen (widgets zijn kleine, op Java-gebaseerde programma’s die ook gebruikt worden voor het bijhouden van onder meer actuele beursberichten). Seismische data zijn beschikbaar van onder meer de Seismic Monitor, een website van de Iris (Incorporated Research Institutions for Seismology). Iris biedt ‘near real-time’ data over aard- en zeebevingen, en beschikt over een breedbandnetwerk waarop 128 digitale seismische stations zijn aangesloten die gezamenlijk het Global Seismic Network (GSN) vormen. De Seismic Monitor toont een wereldkaart met cirkels die aangeven waar zich bevingen voordoen. De lengte- en breedtegraad van de cirkels zijn zichtbaar in een apart venster. Door op een cirkel te klikken wordt ingezoomd op het betreffende gebied en verschijnt informatie van de seismische meetinstrumenten ter plekke. Cringely inspireerde twee Australische IT-studenten om een tsunami-alarmsysteem voor de pc te ontwikkelen, de ‘Tsunami Forewarning Widget’ genaamd. De TFW maakt gebruik van tsunami-waarschuwingsbulletins van de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration, die net als Iris real-time seismische data via het internet beschikbaar stelt. De TFW vraagt de gebruiker de lokale coördinaten in te stellen om data van de dichtstbijzijnde meetapparatuur te lokaliseren en vast te leggen. Wanneer een aardbeving geregistreerd wordt die sterk genoeg is om een tsunami te veroorzaken, knippert een alarm op de pc. Het systeem is ontworpen voor de Konfabulator, een grafische applicatie die gebruikt wordt om het scherm van de pc te veranderen in een ‘dashboard’ die naar eigen voorkeur ingericht kan worden. Als de TFW een zeebeving registreert die sterk genoeg is om een tsunami te genereren, geeft de Konfabulator een alarm. Enkele dagen na de lancering van de TFW registreerde het programma een eerste ‘tsunamigenic event’ - een zeebeving ten noorden van Papua Nieuw-Guinea. De beving had een kracht van 7.0 op de schaal van Richter en veroorzaakte geen tsunami, maar leverde wel een ‘proof of concept’ van het systeem. Alarmsysteem India India heeft plannen zelf een tsunami-alarmsysteem te ontwikkelen. Voor de kust worden seismische drukmeters en tsunameters geïnstalleerd, en met behulp van satelliettechnologie worden driedimensionale kaarten van de zeebodem gemaakt. Geofysici kunnen de digitale 3D-kaarten gebruiken voor het berekenen van waterstromen in oceaanbassins voor de kust. De data zullen bij een zeebeving door computermodellen bewerkt worden om het tsunami-risico te bepalen. Het systeem moet in 2007 operationeel zijn. Overigens ligt het produceren van gedigitaliseerde 3D-kaarten van de zeebodem militair gevoelig in India. Onder de huidige voorschriften van het Indiase Ministerie van Defensie zijn gedetailleerde kaarten van de kuststreken militair geheim, en het is nog onduidelijk of 3D-kaarten van de kust openbaar gemaakt mogen worden. India ontsnapte ter nauwernood aan een nog grotere ramp. De mogelijkheid dat de oostkust van India door metershoge golven getroffen kon worden speelde geen rol in de planning van de gevoelige infrastructuur, waaronder een kerncentrale in Tamil Nadu. Totdat een tsunami-alarmsysteem operationeel is, blijven de landen rondom de Indische Oceaan afhankelijk van seismische data, die overigens een beperkte waarde hebben. Seismografische instrumenten geven de plaats en kracht van de beving aan, maar zonder tsunameters kan niet bepaald worden of een zeebeving een evacuatie nodig maakt. Bovendien zijn de eerste metingen van bevingen niet altijd betrouwbaar. De zeebeving op Tweede Kerstdag had een kracht van 9.5 op de schaal van Richter, terwijl de eerste metingen uitgingen van 8.0. De schaal van Richter is logaritmisch. Een beving van 8.0 heeft de kracht van een miljard TNT, een beving van 9.0 komt overeen met 32 miljard ton TNT. De Seismic Monitor, beschikbaar op de website van Iris (Incorporated Research Institutions for Seismology), biedt gedetailleerde informatie over de locatie en intensiteit van aardbevingen in ‘near real-time’. De informatie wordt elke 20 minuten automatisch ververst met de laatste gegevens (http://www.iris.edu/ seismon). Een aantal tsunami-experts produceerde simulaties van de gevolgen van de zeebeving in de Indische Oceaan nog voordat de golven na ruim 44 uren tot rust kwamen. Dit is een fragment van een tsunami-simulatie van de Italiaanse onderzoeker Alessio Piatanesi. Op sommige plaatsen in Sumatra bereikten de golven een hoogte van 30 meter, niet 10 meter zoals door de meeste experts werd berekend. Een frame van een computermodel twee uur na de zeebeving die de tsunami in december veroorzaakte (van Titov).