Fraktale und Naturkatastrophen


[ Zauberspiegel Wissenschaft Ideenfabrik ]


Geschrieben von Gandalf am 05. Februar 2002 18:48:09:

Das wir Gabi sicher gefallen ... ;-

(frisch vom BdW-Ticker:)


Naturkatastrophen lassen sich mittels Fraktalen vorhersagen

Mithilfe der Mathematik der Fraktale lassen sich mächtige neue Methoden zur Vorhersage von Naturkatastrophen entwickeln. Das haben Wissenschaftler auf einer Konferenz der American Geophysical Union berichtet. Die Forscher hoffen, dass das Aufspüren fraktaler Muster in der chaotischen Dynamik von Wirbelstürmen und anderen Naturkatastrophen zu einem besseren Verständnis dieser Phänomene führen wird.

In einem vielbeachteten Vortrag stellte der an der Yale-Universität lehrende Mathematiker Benoit Mandelbrot – der "Vater der Fraktale" – eine auf Fraktalmathematik beruhende Methode zum Auffinden von Ordnungsparametern in komplexen, chaotischen Systemen vor. So kann etwa die Form einer Küstenlinie mit Hilfe von Fraktalen dargestellt werden.

Eine Reihe von Geophysikern und Geologen benutzt derartige Methoden zur Untersuchung so katastrophaler Naturvorgänge wie Erdbeben, Überschwemmungen, Vulkanausbrüchen und Wirbelstürmen. Erste an der Konferenz vorgestellten Ergebnisse zeigen in der Tat die Mächtigkeit der Fraktalmathematik zur Untersuchung komplexer Systeme auf.

Der Geologe Christopher Barton etwa untersuchte historische Datensammlungen über das Auftreten und den zeitlichen Verlauf von Wirbelstürmen. Seine auf Fraktalen beruhende Modellierung der Wirbelsturmdynamik erlaubte eine Vorhersage der mittleren Windgeschwindigkeit der Wirbelstürme beim Auftreffen an einen gegebenen Punkt der Küsten Nordamerikas und Mexikos.

Die traditionelle Methode zur Untersuchung und Vorhersage von Naturkatastrophen setzt zumeist nur statistische Methoden ein und ist damit in ihrer Genauigkeit stark limitiert. Die Untersuchung mittels Fraktalen hingegen stellt den Versuch da, eine gewisse Ordnung in die chaotische Dynamik dieser Systeme zu bringen. Dies soll nicht nur zu einem besseren Verständnis der Physik dieser geologischen Phänomene, sondern auch zu einem Katastrophenfrühwarnsystem führen. Die Ergebnisse der an diesem System arbeitenden Forscher werden schon den zentralen Rettungsorganisationen der USA zur Verfügung gestellt – in der Hoffnung, dass hier in der Tat Forschung Leben retten kann.

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