Entwicklung eines akustischem Monitoring Systems für alpine Naturgefahren

Description: Massenbewegung wie Lawinen, Muren und Steinschlag sind seit jeher gewaltige und unvorhersehbare natürliche Ereignisse die Jahr für Jahr Leben kosten, Eigentum zerstören und Verkehrswege unterbrechen. Mit einem Ansteigen des Tourismus und dem damit verbundenem immer weiterem Eindringen der Siedlungen in Gefahrenzonen, ist es zu erwarten, dass sich Katastrophenereignisse häufen, bis bessere und effektivere aktive und passive ,Warnsysteme entwickelt werden. Viele natürliche und anthropogene Prozesse (Erdbeben, Muren, Verkehr, Lawinen usw.) erzeugen Geräusche unter dem hörbaren Bereich, im unteren Infraschall Spektrum. Frühere Studien zeigten bereits, dass Lawinen und Muren ein akustisches Signal innerhalb einer kleinen Bandbreite (2-15Hz) erzeugen. Dieses Signal weißt eine sehr signifikante Amplitude auf und befindet sich innerhalb eines Bereichs, der relativ frei von Störgeräuschen ist. Des Weiteren breitet es sich über mehrere Kilometer durch die Atmosphäre mit sehr kleiner Streuung aus und erreicht eine Geschwindigkeit von 344m/s (Schallgeschwindigkeit). Diese Eigenschaften eröffnen die Möglichkeit der Messung eines von einer Massenbewegung generiertem Infraschall Geräusches von einem sicheren Standpunkt aus. Die Signalanalyse beschränkt sich nicht nur auf ein Amplitudenspektrum, wie bisher bei akustischen Warnsystemen üblich, sondern versucht über ein Frequenzspektrum die charakteristische Frequenz eines Prozesses in eine mögliche Warnung mit einzubinden. Schallgeräusche erzeugt von Wind sind eines der größten Probleme bei diesen Messungen. Wind führt zu Luftdruckänderungen, die den Infraschall Sensor beeinflussen und Störgeräusche in das beobachtete Bandspektrum bringen, was die Identifikation des Lawinen Signals erschwert. Aber auch die möglichen Einwirkungen von anderen Störsignalen wie Sprenggeräusche, Verkehr, Eisenbahn, Flugverkehr usw., sind noch nicht ausreichend erforscht.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Mur ? Akustik ? Sensor ? Verkehrslärm ? Verkehrsweg ? Wind ? Akustische Messung ? Schienenverkehr ? Schallübertragung ? Mure ? Geräusch ? Infraschall ? Luftverkehr ? Monitoring ? Schallausbreitung ? Studie ? Erdbeben ? Hochgebirge ? Lawine ? Naturgefahr ? Anthropogener Einfluss ? Atmosphäre ? Tourismus ? Verkehrsmittel ? Warnsystem ? Verkehr ? Amplitudenspektrum ? Messgenauigkeit ? Naturgefahren und Naturrisiken ? Schallgeschwindigkeit ?

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Alpine Naturgefahren (Betreiber*in)

Time ranges: 2009-03-01 - 2012-02-28

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Development of an acoustic monitoring system for natural mass movements
  Description: Rapid mass movements such as avalanches, debris flows and rock fall are periodic or episodic phenomena that occur in alpine regions. Despite the increase in research carried out in last decades in order to better understand these processes, many unknowns remain. This is partly due to the scarcity of observation data from real events. This project presents a new approach to event monitoring through the use of seismic and acoustic methods such as geophones and infrasound sensors. The benefits of acoustic methods include independence from weather conditions with regard to visibility, no structural need for sustainability and monitoring from a remote location unaffected by the event. Monitoring systems based on seismic signals are quite common and have been used to study avalanches and debris flows for many years. Various previous studies on debris flows and avalanches have already shown that it is possible to detect and monitor these processes with geophones and that it is possible to distinguish them from other seismic sources. To increase the reliability and minimize false alarms the emphasis lies on a combination with infrasonic sensors. Low frequency infrasound signals have the ability to propagate kilometres from the source of a mass movement and provide a basis for the development of wide area automated monitoring systems which can operate in locations unaffected by the process activity. Common used signal analysis methods for warning purposes use threshold values for the signal amplitude. In contrast this project focuses on frequency spectra to determine the characteristic frequency of the process and increase the warning reliability. The final goal is the development of a reliable monitoring system for natural hazards including monitoring hardware, analysing software and a database of characteristic signals. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1057056

Status

Aktiv

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