DE102015000306A1

DE102015000306A1 - Method and apparatus for earthquake, monster wave ...

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Publication number: DE102015000306A1
Application number: DE102015000306.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2016-12-29

Abstract

Der Meeresgrund ist nachgiebig und besitzt Feder-Masse-Eigenschaften. Damit besteht eine Gefahr der Ausbildung von Meeresbeben und Monsterwellen, die eigentlich durch sich aufschaukelnde selbsterregte Schwingungen ausgelöst werden. Verursacht werden diese Phänomene durch die Meeresströmung und die Schlingerbewegung der Erdachse. Aufgabe der Erfindung ist die Erfassung dieser selbsterregten Schwingungen. 4 verdeutlicht die Messeinrichtung ME.The seabed is pliable and has spring-mass characteristics. There is thus a danger of the formation of seaquakes and monster waves, which are actually triggered by self-excited oscillations. These phenomena are caused by the ocean currents and the rolling motion of the Earth's axis. The object of the invention is the detection of these self-excited vibrations. 4 illustrates the measuring device ME.

Description

Verfahren und Vorrichtung für Erdbeben-, Monsterwellen- und Tsunamifrühwarnsysteme durch Identifikation der selbsterregten Schwingungen als Funktion der Keil- bzw. Oberflächenparameter der Erdkruste infolge der MeeresströmungMethod and apparatus for earthquake, monster wave and tsunami early warning systems by identifying the self-excited oscillations as a function of the crest or surface parameters of the earth's crust due to the ocean current

Die Erfindung dient zur Vorhersage von Erdbeben, Monsterwellen und Tsunamis. Basis bildet hierbei die Erscheinung, dass die Erdkruste als oberste feste sowie den flüssigen Erdkern umhüllende Schicht der Erde selbst ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt. Die geneigte Drehachse der Erde kann eine Schlingerbewegung ausführen, womit ebenfalls hypothetisch und theoretisch eine Art Entdämpfung ausgelöst wird, die zu einer plötzlichen Ausbildung einer Wasserwelle führen kann. Beide Vorgänge können sich im ungünstigsten Fall überlagern und zusätzlich durch das hydrodynamische Paradoxon unterstützt werden, wenn die beiden Seitenflanken eines Meeresgrabens eine derartige Eigenbewegung durchführen, dass sich dabei der Strömungsquerschnitt abwechselnd vergrößert und verkleinert und dabei auf der Basis des Gesetzes von Bernoulli ein entsprechend entgegengesetzter Verlauf des Druckes beobachtet wird.The invention is for the prediction of earthquakes, monster waves and tsunamis. The basis here is the appearance that the earth's crust as the highest solid and the liquid earth core enveloping layer of the earth itself represents a vibratory structure. The inclined axis of rotation of the earth can perform a rolling motion, which also hypothetically and theoretically triggered a kind of damping, which can lead to a sudden formation of a water wave. Both processes can overlap in the worst case and be additionally supported by the hydrodynamic paradox, if the two sidewalls of a sea trench perform such a natural movement, that thereby the flow cross-section alternately increases and decreases and thereby based on the law of Bernoulli a corresponding opposite course the pressure is observed.

Dieses schwingungsfähige Gebilde mit entsprechenden Feder-Dämpfer- und Masseeigenschaften wird durch die Meeresströmung, die Schlingerbewegung der Erdachse und den Bernoulli-Effekt in selbst-, parameter- und fremderregte Schwingungen versetzt, wobei diese Schwingungen nur im Ansatz, d. h. in der Entstehungsphase, beobachtet werden. Dabei ist es hypothetisch möglich, dass eine größere Oberfläche der Erdkruste, ausgelöst durch natürliche, vom Äquator ausgehende und sich zum Nord- und Südpol hin ausbreitende und sich mit der Erdbewegung überlagernde, Meeresströmung in eine kurzzeitige, aufschaukelnde Schwingungsbewegung versetzt wird.This oscillatory structure with corresponding spring-damper and mass properties is offset by the ocean current, the rolling motion of the earth's axis and the Bernoulli effect in self-, parameter- and foreign-excited vibrations, these vibrations only in the approach, d. H. in the formation phase, be observed. It is hypothetically possible that a larger surface of the earth's crust, triggered by natural, emanating from the equator and propagating towards the north and south poles and overlapping with the earth's movement, sea current is placed in a short-term, rocking oscillatory motion.

Im Sinne der Schwingungstheorie ist ein gleitender Übergang zwischen den selbsterregten, fremderregten und parametererregten Schwingungen bei diesen aufschaukelnden Schwingungsbewegungen identifizierbar. Da letztendlich alle diese Schwingungen durch die Sonnenwirkung, die als an sich unperiodische Energiequelle im Sinne der Schwingungslehre (entsprechend der DIN 1311 über Schwingungen) für die kurzzeitige Auslösung eines Schwingungsimpulses oder im hypothetischen Extremfall für eine Anfachung der Schwingung wirkt, soll der Schwerpunkt auf die Rolle der selbsterregten Schwingungen, die in entdämpfte Schwingungen und Relaxationsschwingungen unterteilt werden, gerichtet werden. Zu den Relaxationsschwingungen sind Wirbel zu rechnen, die bei Strömungen als Funktion der Stoff- und Oberflächenparameter der Wirkpaarungen, insbesondere als Funktion der Reynoldszahl, zu beobachten sind.In the sense of oscillation theory, a sliding transition between the self-excited, externally excited and parameter-excited oscillations can be identified in these oscillating oscillatory movements. Since all of these vibrations are ultimately due to the effect of the sun, which as an inherently unperiodic source of energy in the sense of the theory of vibration (according to the DIN 1311 via vibrations) for the short-term release of a vibration pulse or in the hypothetical extreme case for an amplification of the oscillation, the emphasis shall be directed to the role of the self-excited vibrations, which are subdivided into undamped oscillations and relaxation oscillations. The relaxation oscillations include vortices which are to be observed in the case of flows as a function of the material and surface parameters of the active pairings, in particular as a function of the Reynolds number.

Im Prinzip beruht diese Erfindung auf Analogiebetrachtungen zu dem Phänomen der selbsterregten Schwingungen in anderen Bereichen der Natur und Technik (s. [1] Seidel, Bernd: Das Phänomen der selbsterregten Schwingungen in der Technik. Kovac-Verlag, Hamburg, 1996 ). In der zur Verfügung stehenden Literatur fehlen entsprechende Hinweise, die auf eine Verbindung zwischen den selbsterregten Schwingungen und den Unglücksereignissen schließen lassen. Das gilt auch für die Anfachung von Relaxationsschwingungen infolge von Wirbelerscheinungen in der Wasserströmung.In principle, this invention is based on analogy with the phenomenon of self-excited vibrations in other fields of nature and technology (see [1]). Seidel, Bernd: The phenomenon of self-excited vibrations in technology. Kovac-Verlag, Hamburg, 1996 ). In the available literature, there is a lack of appropriate evidence that suggests a connection between the self-excited vibrations and the calamities. This also applies to the excitation of relaxation vibrations as a result of vortex phenomena in the water flow.

Diese aufschaukelnde Bewegung kann theoretisch schließlich eine solche Stärke erreichen, dass dadurch in Abhängigkeit vom schwingungsfähigen Bereich ein Erdbeben und damit ein Tsunami oder eine Monsterwelle ausgelöst werden. D. h., Auslöser für ein Erdbeben und ein Tsunami kann neben einer Schlingerbewegung der Erdachse auch eine durch das Brodeln des flüssigen Erdkerns verursachte, auf eine Längs- und Transversalwelle zurückführbare Eigenbewegung der Plattentektonik der Erdkruste sein, die durch die entdämpfende Wirkung der Meeresströmung zum Aufschaukeln einer harmonischen, Eigenbewegung angefacht wird und dadurch das Weiterschieben der Platten auslöst, weil durch die ausgelöste Eigenbewegung die Haftkraft der aufeinander reibenden Platten leichter im Vergleich zu einer unnachgiebigen Kontaktstelle plötzlich überwunden wird. Es kann sich eine Gleitbewegung an der Kontaktstelle ausbilden, die die eigentlichen Schäden durch Überschwemmung und Häusereinsturz verursacht. Dieses Überwinden der Haftspannung zwischen zwei oder mehreren, sich an den Stirnseiten gegenseitig behindernden Platten stellt ein Stick-Slip-Vorgang oder anders eine erzwungene Relaxationsschwingung dar, die durch die sich aufschaukelnde entdämpfte Eigenbewegung der Erdkruste initiiert wird.This aufschaukelnde movement can theoretically finally achieve such a strength that thereby an earthquake and thus a tsunami or a monster wave are triggered depending on the oscillatory range. That is, triggers for an earthquake and a tsunami may be in addition to a rolling motion of the earth's axis caused by the bubbling of the liquid earth's core, traceable to a longitudinal and transverse wave proper motion of the plate tectonics of the earth's crust, by the damping effect of the ocean current to Boosting a harmonious, self-induced movement is triggered and thereby the further pushing of the plates triggers, because the adhesive force of the mutually rubbing plates is more easily overcome in comparison to an unyielding contact point by the triggered proper movement. It may form a sliding movement at the contact point, which causes the actual damage caused by flooding and house collapse. This overcoming of the adhesion tension between two or more plates which mutually obstruct one another at the end faces constitutes a stick-slip process or otherwise a forced relaxation oscillation which is initiated by the rocking, undamped natural motion of the earth's crust.

Eine Rückwirkung zwischen der Schlingerbewegung der Erdachse auf eine sich ausbildende gebietsweise aufschaukelnde entdämpfend schwingende Erdkruste wird als sehr unwahrscheinlich gehalten, sie ist aber hypothetisch möglich. Das gleiche gilt für eine Rückwirkung des sogenannten Jet-Streams auf eine sich anbahnende Eigenbewegung von günstig zur Strömung positionierten Gebirgsfronten.A retroactive effect between the rolling motion of the Earth's axis and a forming, earth-rocking, undamped, oscillating earth crust is considered very unlikely, but it is hypothetically possible. The same applies to a retroactive effect of the so-called jet stream on an imposing own movement of mountain fronts that are positioned favorably to the flow.

Das allgemeine Problem beim Behandeln derartiger Aufgaben besteht darin, dass nicht im Voraus die sich einstellende Bewegung ermittelt werden kann, weil die notwendigen Eingangsinformationen fehlen. Die vorliegende Erfindung soll zum besseren Beherrschen der Probleme beitragen.The general problem in dealing with such tasks is that the self-adjusting motion can not be determined in advance because the necessary input information is missing. The present invention is intended to contribute to a better control of the problems.

Diese Phänomen, dass an sich freie Relaxationsschwingungen durch entdämpfte Eigenschwingungen in erzwungene Schwingungen umgewandelt werden und somit es zu einem plötzlichen Freisetzen der in den Kanten der Erdplatten gespeicherten Energie kommt, wurde vom Erfinder in dem Buch [1]: Das Phänomen der selbsterregten Schwingungen. Kovac-Verlag, Hamburg, 1996 z. B. in dem Modell 34, S. 176 , beschrieben. Voraussetzung für eine solche Entdämpfung ist eine bestimmte Anströmrichtung dieser Meeresströmung an den Seitenflanken von Meeresgräben. Ein solcher Meeresgraben stellt bezogen auf die Anströmung einen komplizierten räumlichen Keil dar. In dem Buch [1], Bild 46 wurde der einfachste Fall einer durch eine Strömung in eine entdämpfte Eigenbewegung versetzbare, sich über ein Federsystem an einem Festpunkt abstützende, keilförmiges Bauteil symbolisierende, Platte untersucht. Hierbei gibt es Konstellationen, die zu einer Anfachung der Eigenbewegung der Platte führen. Hierzu können auch sich ausbildende Wirbel, die freie Relaxationsschwingungen verursachen, beitragen. D. h. es ist auch der Fall zu untersuchen, ob unter bestimmten geografischen Bedingungen sich solche Wirbel ausbilden können, die durch die zu entdämpften Eigenschwingungen anfachen Gebiete der Erdkruste in eine erzwungene Relaxationsschwingung versetzt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Erdbebens ansteigt. Im konkreten Fall besteht die Aufgabe darin, selbst bei kurvenreichen Seitenflanken z. B. eines Meeresgrabens eine gemittelte keilförmige, angeströmte Erdkruste ausfindig zu machen. This phenomenon, in which free relaxation oscillations per se are converted into forced oscillations by means of damped natural oscillations and thus there is a sudden release of the energy stored in the edges of the earth plates, was described by the inventor in the book [1]: The phenomenon of self-excited vibrations. Kovac-Verlag, Hamburg, 1996 z. In Model 34, p. 176 , described. The prerequisite for such a damping is a certain direction of flow of this ocean current on the sidewalls of sea ditches. Such a moat represents a complicated spatial wedge with respect to the flow. In the book [1], fig. 46, the simplest case of a wedge-shaped component which can be displaced by a flow into a de-damped own motion and which is supported by a spring system at a fixed point, was symbolized. Plate examined. There are constellations that lead to an increase in the self-motion of the plate. This can also contribute to forming vortices that cause free relaxation vibrations. Ie. it is also the case to investigate whether, under certain geographical conditions, such vortices can be formed which are forced into a forced relaxation oscillation by the regions of the earth's crust which are damped to dampen the natural oscillations, thereby increasing the probability of an earthquake. In the specific case, the task is, even with curvy side edges z. B. a sea trench to find an average wedge-shaped, streamed earth crust.

Hierbei muss, wie bereits mehrmals ausgeführt, berücksichtigt werden, dass es sich bei den geschilderten Vorgängen nur um einzelne Schwingungsimpulse handelt, die zu einem anfänglichen Aufschaukeln der Schwingungen führen können. Das Beobachten einer stabilen Grenzzyklenbewegung ist sehr unwahrscheinlich bzw. überhaupt nicht wegen der bereits vorher ausgelösten Naturphänomene möglich.Here, as has already been stated several times, it must be taken into account that the described processes are only individual vibration impulses which can lead to an initial oscillation of the vibrations. Observing a stable boundary cycle movement is very unlikely or not at all possible because of the already previously triggered natural phenomena.

Die Schwingungsanfachung von Oberflächen des Meeres durch die Erdrotation in Verbindung mit einer Schlingerbewegung der Drehachse der Erde wurde im Buch des Erfinders im Modell 14 zur Verdeutlichung der Schwingungsanfälligkeit von Zentrifugen beschrieben. Im Fall der Schlingerbewegung der Erdachse muss jedoch die Wirkzone im Vergleich zum Zentrifugeneinsatz umgetauscht werden. In dieser Veröffentlichung nicht angeführt, trägt jedoch insbesondere eine punktuelle Anhäufung von Verarbeitungsgut an einer schwingungsfähigen Unterlage in Verbindung mit einer schwingungsrichtungsabhängigen Eigenbewegung zur Schwingungsanfachung dieser Verarbeitungsmaschine bei. Rückwirkend kann auf die Wasseroberfläche der Erde bezogen ein plötzlicher Anstieg der Wassereigenbewegung und zu einem gebietsweisen Anstieg der Meeresoberfläche verbunden sein, die zu den erwähnten Naturkatastrophen und Schiffsunglücken führt. Wie gesagt, theoretisch ist eine Überlagerung der durch die Schlingerbewegung der Erdachse und der wabernden Meeresoberfläche verbundenen Phänomene möglich. Die Existenz von Relaxationsschwingungen durch die bei größeren Reynoldszahlen zu beobachtende Wirbelbildung an der Meeresoberflächen muss genauer erfasst werden.The vibration amplification of surfaces of the sea by the rotation of the earth in conjunction with a rolling movement of the axis of rotation of the earth has been described in the book of the inventor in the model 14 to illustrate the susceptibility to vibration of centrifuges. In the case of the rolling motion of the earth axis, however, the effective zone must be exchanged compared to the centrifuge insert. Not mentioned in this publication, however, contributes in particular a punctual accumulation of material to be processed on a vibratory pad in conjunction with a vibration-dependent natural motion to Schwingibernung this processing machine. In retrospect, a sudden increase in the water's own motion and a territorial rise in the sea surface, which leads to the mentioned natural disasters and shipwrecks, can be related to the water surface of the earth. As said, theoretically, it is possible to superpose the phenomena associated with the rolling motion of the Earth's axis and the surface of the ocean. The existence of relaxation oscillations due to the vortex formation at the sea surface observed at larger Reynolds numbers must be more accurately determined.

Bei der Existenz von schmalen Tiefseegräben bzw. -schluchten mit einer Meeresströmung ist ebenfalls eine Schwingungsanfachung einer oder beider, wabernder Seitenflanken über das hydrodynamische Paradoxon, dass in dem Buch [1] im Modell 34 verdeutlicht ist, möglichIn the presence of narrow deep-sea trenches or canyons with a sea current, it is also possible to vibrate one or both of the swaying side flanks via the hydrodynamic paradox that is illustrated in the book [1] in the model 34

Bekannt ist der Einsatz des Tsunami- und Erdbebenfrühwarnsystems, das die schnelle Erfassung von sich ausbreitenden Erdbebenwellen ermöglicht. Aus dem Atlas, insbesonders aus der Plattentektonik und den damit in Verbindung stehenden Naturkatastrophen sowie aus den verdeutlichten Meerestiefen und Klimakarten kann der Fachmann auf räumliche Keile, die durch die Meeresströmung angeströmt werden, schlussfolgern ( Diercke: Universalatlas, Weltbild, Augsburg, 1990 ).Known is the use of the tsunami and earthquake early warning system, which allows the rapid detection of propagating earthquake waves. From the atlas, in particular from plate tectonics and the related natural disasters as well as from the clarified sea depths and climate maps, the expert can conclude on spatial wedges, which are affected by the ocean current ( Diercke: Universal Atlas, Weltbild, Augsburg, 1990 ).

In dem Buch Hoffmann, J.: Messtechnik. werden denkbare Lösungen zum allgemeinen Erfassen der Oberflächenbewegung von Bereichen der Meeresoberflächen beschrieben. Beiträge zur Strömungsmesstechnik leistet z. B. das Buch Nitsche, W.: Strömungsmesstechnik. Springer-Lehrbuch, Berlin, Heidelberg, 1994 .In the book Hoffmann, J .: Metrology. conceivable solutions for the general detection of the surface movement of areas of the sea surfaces are described. Contributions to flow measurement technology z. For example the book Nitsche, W .: Flow Measurement. Springer textbook, Berlin, Heidelberg, 1994 ,

Auf die Verbindung zwischen der Anfachbarkeit von Bereichen der Erdkruste zu entdämpften und eigentlichen fremderregten Schwingungen und der Schlingerbewegung der Erdachse einerseits und der damit verbundenen Auslösung von Wasserwellen wurde in der dem Erfinder zugängigen Literatur bisher nicht eingegangen.On the connection between the Anfachbarkeit of areas of the earth's crust to be damped and actual extraneous vibrations and the rolling motion of the Earth's axis on the one hand and the associated triggering of water waves has not been addressed in the inventor accessible literature.

Ziel der Erfindung ist es, zur optimalen Umsetzung der Erkenntnisse auf dem Gebiet der Tsunamiforschung usw. beizutragenThe aim of the invention is to contribute to the optimal implementation of knowledge in the field of tsunami research, and so on

Aufgabe der Erfindung ist es, diese auf Vermutungen des Erfinders basierenden, verdeutlichten Phänomen der hypothetischen Anfachbarkeit

1. von Bereichen der durch den brodelnden Erdkern verursachten Eigenbewegung der Erdkruste in den in Frage kommenden Gewässern und
2. die aus der Schlingerbewegung der Erdachse resultierende Zentrifugalerregung von Bereichen der Wasseroberfläche

für eine optimale Vorhersage von Tsunamis und Erdbeben zu nutzen. Auch soll hiermit zur genauen Erfassung von Wirbelbildungsphänomenen auf der Meeresoberfläche beigetragen werden.The object of the invention is this, based on assumptions of the inventor, clarified phenomenon of hypothetical Anfachbarkeit

1. of areas of self-movement of the earth's crust caused by the seething earth's core in the relevant waters and
2. The centrifugal excitation of areas of the water surface resulting from the rolling motion of the Earth's axis

for optimal forecasting of tsunamis and earthquakes. It is also intended to contribute to the accurate detection of vortex formation phenomena on the sea surface.

Das Verfahren zur frühzeitigen Erkennung von sich ausbildenden Erdbebenwellen und damit verbundene Tsunamis besteht in der komplexen keiltechnischen Analyse gefährdeter Gebiet, in denen sich in der Erdkruste die beschriebenen entdämpfte Eigenschwingungen durch die an sich unperiodische Energiequelle Meeresströmung an den Seitenflanken von Tiefseegräben oder Meeresschluchten ausbilden können (Patentanspruch 1).The method for the early detection of developing seismic waves and associated tsunamis consists in the complex wedge-technical analysis of vulnerable area in which the described undamped natural oscillations in the earth's crust by the per se unperiodic energy source ocean currents on the sides of deep-sea trenches or canyons can form (Patent claim 1).

Die Meeresströmung ist genauer hinsichtlich sich an der Oberfläche des Meeresbodens ausbildenden Wirbel und Strudel bzw. zeitlicher Änderung der Strömungsgeschwindigkeit zu untersuchen (Patentanspruch 2).The ocean current is to be examined more precisely with regard to eddies and eddies forming on the surface of the seafloor or temporal change of the flow velocity (claim 2).

Die Vorrichtung besteht in der hochfrequente Bewertung der entdämpft schwingenden Erdkrustenbereiche an den Kanten der Plattentektonik und der Schlingerbewegung der rotierenden Erdachse mit einem geeigneten Lasermesssystem von einem außerhalb des Erdsystems befindlichen Bezugssystem (Patentanspruch 3).The device consists in the high-frequency evaluation of the undamped oscillating crustal regions at the edges of the plate tectonics and the rolling motion of the rotating earth axis with a suitable laser measuring system from a reference system located outside the earth system (claim 3).

Im konkreten Einsatzfall wird auf dem Erdboden ein, die Messung von zwei senkrecht zueinander positionierten Kräfte in einer Messebene und einem Moment normal zu dieser Messebene gewährleistenden, Widerstandsmessgeber auf der Meeresbodenoberfläche positioniert, der zur Erfassung der Wirbelbildung und der Meeresuntergrundbewegung dient (Patentanspruch 4). Grundlagen zur Dimensionierung dieses Messgebers sind in der Dissertation A des Erfinders: [2] Seidel, Bernd: Beitrag zur Entwicklung eines schwingenden Bodenlockerungswerkzeuges. TU Dresden, 1980 . enthalten. Der Messgeber stützt sich an einer festpunktbildenden Platte am Meeresboden ab. An dieser Platte wird der als Octagonalringgeber ausgebildete Messgeber befestigt. An der gegenüberliegenden Seite dazu wird eine Aufnahme an dem Geber befestigt, die mit einer Messoberfläche als Messplatte verbunden ist, die die Meeresoberfläche symbolisiert und hieran anliegt. Natürlich können an dieser Platte entsprechende Schwingungsaufnehmer und an der Messplatte Strömungsmesser positioniert werden. Dieses Messsystem wird von einer hermetisch abdichtenden Vorrichtung in Form einer Taucherglocke umschlossen, wobei nur die Messfläche der Messplatte direkten Kontakt mit dem Wasser besitzt. Das durch den hydrostatischen Druck verursachte Messsignal wird durch eine Kompensationsschaltung der Mess- und Auswerteelektronik, die auf der festpunktbildenden Platte befestigt ist, beseitigt, so dass nur der Widerstand durch die Wasserbewegung erfasst wird.In concrete application, a measurement of two forces positioned perpendicular to each other in a measurement plane and a moment normal to this measurement level ensuring, positioned on the seabed surface, which serves to detect the vortex formation and the marine subsurface movement (patent claim 4). Bases for dimensioning this encoder are in the doctoral thesis A of the inventor: Seidel, Bernd: Contribution to the development of a vibratory soil loosening tool. TU Dresden, 1980 , contain. The encoder is supported on a fixed-point plate on the seabed. At this plate, designed as an Octagonal ring encoder encoder is attached. On the opposite side to a receptacle attached to the donor, which is connected to a measuring surface as a measuring plate, which symbolizes the sea surface and is applied thereto. Of course, appropriate vibration sensors can be positioned on this plate and flow meters on the measuring plate. This measuring system is enclosed by a hermetically sealing device in the form of a diving bell, wherein only the measuring surface of the measuring plate has direct contact with the water. The measurement signal caused by the hydrostatic pressure is eliminated by a compensation circuit of the measuring and evaluation electronics, which is mounted on the fixed-point plate, so that only the resistance is detected by the water movement.

Im besagten Weltatlas kann aus den Seiten 88 und 89 auf die Meerestiefen und die damit in Verbindung stehenden schwingungsanfachbaren Bereiche der Erdkruste in den Gewässern geschlossen werden. D. h. hieraus können die zu entdämpften Eigenschwingungen anfachbaren „Keiloberflächen” abgeleitet werden, die auf Ihre Schwingungsanfälligkeit hin zu untersuchen sind. Die Plattentektonik und die damit bekannt gewordenen Naturkatastrophen decken sich mit den Angaben auf den Seiten 92 und 93. Aus den Seiten 96 und 97 des genannten Atlasses kann auf die in Betracht kommenden Meeresströmungen geschlossen werden.In the said World Atlas can be concluded from pages 88 and 89 on the depths of the sea and the related vibrational tender areas of the earth's crust in the waters. Ie. From this, it is possible to deduce the "wedge surfaces" that can be picked up to be damped, which are to be examined for their susceptibility to vibration. Plate tectonics and the natural catastrophes that it has revealed coincide with the information given on pages 92 and 93. Pages 96 and 97 of the aforementioned atlas provide information on the relevant ocean currents.

Die Erfindung soll weiterhin an einigen Untersuchungsmodellen verdeutlicht werden. Es zeigenThe invention will be further illustrated by some models of investigation. Show it

1 Definition der Keil- und Schwingungskennwerte 1 Definition of the wedge and vibration characteristics

2 Platte als ebener Keil mit Verdeutlichung der Parameter im ebenen Schwingungszustand (siehe [1]) 2 Plate as plane wedge with clarification of the parameters in the plane vibration state (see [1])

3 Modell-Beispiel für die Keilparameter eines Meeresgrabens 3 Model example of the wedge parameters of a sea trench

4 Messgeber zum Erfassen der Meeresströmung und der Schwingungsparameter 4 Measuring device for detecting the ocean current and the vibration parameters

1. verdeutlicht die schraffiert gezeichnet verdeutlichte Meeresoberfläche als ebener und schräger, vereinfachend starr unterstellten, Keil. Die Parameter des durch den Normalenvektor n der ebenen Keiloberfläche bewerteten Keiles und seine Schwingungsbewegung, die durch den Vektor der maximalen Schwinggeschwindigkeit

repräsentiert wird, werden bezogen auf das Koordinatensystem x-y-z bewertet. Die x-Achse ist dabei parallel zur Strömung des Meereswassers mit der Geschwindigkeit v_st orientiert. Im Buch [1] stimmt die Achse x mit der Führungsgeschwindigkeit v_f der an sich unperiodischen Energiequelle überein, die entgegen gesetzt zur Geschwindigkeit v_st der Strömung orientiert ist. D. h., es ist auch die Betrachtungsweise möglich, dass der Keil mit der Geschwindigkeit v_st an der nicht bewegten Wasserfront vorbei manövriert wird. Der Normalenvektor n des Keiles wird durch die Winkel δ₁, δ₂ und δ₃ verdeutlicht. Der besagte Vektor der maximalen Schwinggeschwindigkeit der Oberfläche schließt zu den Achsen x, y und z die Winkel α₁, α₂ und α₃ ein. Zur Orientierung ist für den ebenen Schwingungsfall in der x-y-Ebene der Keil- bzw. Schnittwinkel δ eingetragen, der in der nächsten Fig. behandelt wird. 1 , illustrates the hatched drawn clarified sea surface as a flat and oblique, simplistic rigid imputed, wedge. The parameters of the wedge evaluated by the normal vector n of the flat wedge surface and its oscillatory motion represented by the maximum velocity vector

is represented are evaluated relative to the coordinate system xyz. The x-axis is oriented parallel to the flow of the seawater at the speed v _st . In the book [1], the axis x coincides with the guide velocity v _{f of} the per se unperiodic energy source, which is oriented opposite to the velocity v _{st of} the flow. That is, it is also possible to observe that the wedge is being maneuvered past the non-moving water front at the speed v _st . The normal vector n of the wedge is illustrated by the angles δ ₁ , δ ₂ and δ ₃ . Said maximum swing velocity vector of the surface includes the angles α ₁ , α ₂ and α _{3 with} respect to the axes x, y and z. For orientation, the wedge or cutting angle δ is entered for the plane oscillation case in the xy plane, which is treated in the next figure.

2 verdeutlicht schematisch eine ebene, rechtwinklige Platte mit einer definierten Breite und der durch die Punkte a und l begrenzten Länge. Mit dieser Platte soll vereinfachend die Gefahr einer Schwingungsanfachung bei einer durch die brodelnde Magmazone verursachten kurzen Eigenbewegung der Meeresgrundoberfläche verdeutlicht werden. Die Dauer der Eigenbewegung soll gerade der Periodendauer der Eigenschwingung in dem betrachtenden Territorium übereinstimmen. Die z-Achse und die vordere Kante der Platte in Strömungsrichtung sollen durch den Punkt l verlaufen. Die Plattendicke soll unbeachtet bleiben. Im ebenen Schwingungsfall mit der Schwingebene x-y wird die Schwingungsanfälligkeit dieser Platte durch den Anstell- oder Schnittwinkel gekennzeichnet. Im vorliegenden Beispiel wurde davon ausgegangen, dass bei einer mittleren Meeresströmung v_st im betrachteten Gebiet des Meeresgrundes auch die Platte theoretisch translatorisch mit der Geschwindigkeit v_st = v_f = v_t bewegt wird und an dem Meereswasser vorbeiströmt (s. 3, Bereich der ebenen Meeresgrundoberfläche, der sich im extremen Maße durch die Magmaeigenbewegung zu einem vergleichbaren Schnittwinkel aufgeschaukelt hat). Wesentlich ist hierbei die Annahme, dass die daran anliegenden Wasserteilchen sich in Richtung einer schmierenden Wandschicht krümmen sollen, was durch den Verlauf der Krümmungslinien der Wasserteilchen symbolisiert wurde. Dieser Verlauf ergibt sich theoretisch dadurch, dass vorher alle senkrecht orientierten und aneinander angrenzenden Wasserteilchen miteinander verbunden wurden und der Verlauf dieser Verbindungslinien dann während der Wechselwirkung dieser schwingenden Platte mit dem Wasser beobachtet und aufgezeichnet wurde. Die Untersuchungen in [1] mit einem speziellen Modellgut, dass ebenfalls mit einer schmierenden Wandschicht an einer derartigen keilförmigen Plattenoberfläche vorbeiströmt, zeigen, dass bei dem Winkel δ von etwa 10 bis 40° die Richtung der zu entdämpften Eigenschwingungen anfachbaren, Eigenschwingungen, gekennzeichnet durch die beiden Schwingungsausschläge der maximalen Schwinggeschwindigkeit, etwa bei dem Schwingwinkel φ = 10 bis 120° liegen kann. D. h. je nach der Schwingrichtung der kurzzeitig sich schwingungsähnlich bewegenden, nachgiebigen Meeresbodenoberfläche kann hierdurch ein schwingungsanfachender Impuls verursacht werden, der zur weiteren Schwingungsanfachung der Meeresoberfläche und schließlich zu einem Aneinandergleiten der tektonischen Platten des Meeresgrundes führen kann. Ziel dieser Erfindung ist es, im Idealfall bereits die erste Schwingungsperiode durch geeignete Messsensoren zu erfassen. 2 schematically illustrates a flat, rectangular plate with a defined width and the limited by the points a and l length. With this plate simplifying the risk of vibration amplification in a by The bubbling magma zone caused short natural motion of the seabed surface to be clarified. The duration of the self-movement should coincide precisely with the period of the natural oscillation in the considered territory. The z-axis and the leading edge of the plate in the flow direction are to pass through the point l. The plate thickness should be ignored. In the plane oscillation case with the rocking plane xy the susceptibility to vibration of this plate is characterized by the pitch or cutting angle. In the present example, it was assumed that in the case of an average ocean current v _st in the considered area of the seabed, the plate is also moved theoretically translationally at the speed v _st = v _f = v _t and flows past the seawater (s. 3 , Area of the even surface of the seabed, which has rocked to an extreme extent by the Magmaeigenbewegung to a similar cutting angle). Essential here is the assumption that the adjoining water particles should curve in the direction of a lubricating wall layer, which was symbolized by the course of the curvature lines of the water particles. This course is theoretically due to the fact that previously all vertically oriented and adjacent water particles were connected together and the course of these connecting lines was then observed during the interaction of this vibrating plate with the water and recorded. The investigations in [1] with a special model material, which also flows with a lubricating wall layer past such a wedge-shaped plate surface, show that at the angle δ of about 10 to 40 °, the direction of the natural vibrations to be damped, natural oscillations, characterized by the both vibration amplitudes of the maximum vibration velocity, approximately at the vibration angle φ = 10 to 120 ° can be. Ie. Depending on the direction of oscillation of the oscillating seabed surface, which oscillates momentarily for a short time, a vibration-impulsive impulse can thereby be caused, which can lead to further vibration amplification of the sea surface and finally to a slipping of the tectonic plates of the seabed. The aim of this invention is, ideally, already to capture the first period of oscillation by suitable measuring sensors.

3 verdeutlicht ein Modell-Beispiel für die Keilparameter eines Meeresgrabens, von dem eine größere Gefahr für eine Schwingungsanfachung und für die Auslösung von Monsterwellen ausgehen kann. Die V-förmige Konturen KM des Meeresgrundes sind im unteren Viertel der Fig. verdeutlicht. Schematisch eingetragen ist die brodelnde, wabernde Magmafront FM. Außerhalb des Bereiches des Meeresgrabens soll ein ebenes Meeresplateau vorhanden sein, dass zur, durch die geschlossene Kontur KMO verdeutlichte, Meeresoberfläche MO den Abstand h hat. Im oberen Bereich der Fig. soll der Meeresgraben eine Krümmung (Biegung) mit der Bogenlänge l_B aufweisen und dann geradlinig weiter verlaufen. 3 illustrates a model example of the wedge parameters of a sea trench, which may pose a greater potential for vibration amplification and triggering of monster waves. The V-shaped contours KM of the seabed are illustrated in the lower quarter of Fig. Schematically registered is the bubbling, swirling Magmafront FM. Outside the area of the sea trench a flat sea plateau shall be present, so that the sea surface MO has the distance h from the closed contour KMO. In the upper part of Fig. The sea ditch should have a curvature (bend) with the arc length l _B and then continue straight.

Schematisch verdeutlicht ist 3 die Situation, dass sich ein größerer Bereich 1 dieses Plateaus aufwölbt, für den, auf einen ebenen, spitzen Keil übertragen, der Schnittwinkel identifizierbar ist. Zu den seitlichen Begrenzungen der Platte hin tritt natürlich ein kontinuierlicher Übergang zum Plateau auf.Schematically clarified 3 the situation that a larger area 1 of this plateau bulges, for which, transferred to a flat, pointed wedge, the cutting angle is identifiable. Of course, a continuous transition to the plateau occurs towards the lateral boundaries of the plate.

Diese schwingende Magmafront soll eine zeitgleiche Bewegung der beiden schematisch eingegrenzten Meeresoberflächen SMO an beiden Grabenseitenflächen in Richtung Meeresoberfläche zur Folge haben. Wird eine Strömungsgeschwindigkeit von v_st in diesem Meeresgraben unterstellt, so besteht hierbei unter Beachtung des hydrodynamischen Paradoxons die Gefahr einer weiteren Schwingungsanfachung.This vibrating magma-fronts should result in a simultaneous movement of the two schematically delimited sea surfaces SMO on both trench side surfaces towards the sea surface. If a flow velocity of v _{st is taken} into account in this sea trench, there is the danger of further vibrational intensification, taking into account the hydrodynamic paradox.

Sehr zur Anfachung von Schwingungen ist der Bereich mit der Bogenlänge lB gefährdet. Hierbei kann sehr abstrahiert betrachtet ein ebener, räumlicher Keil mit dem Normalenwinkel n (s. 1) identifiziert werden. Für diesen Fall sind in [1] ebenfalls die zu einer Entdämpfung anfälligen Kennwerte der Schwingrichtung eines derartigen Modellkeiles angegeben. Mit der vorliegenden Erfindung gilt es, diese Bereiche des Meeresbodens zu identifizieren und damit gezielt wie nur möglich in solchen Meeresgebieten entsprechende Sensoren auf dem Meeresboden zu positionieren.Very much for the amplification of vibrations the area with the arc length lB is endangered. In this case, a plane, spatial wedge with the normal angle n (see FIG. 1 ) be identified. For this case, the susceptibility to decoupling characteristics of the vibration direction of such a model wedge are also given in [1]. With the present invention, it is important to identify these areas of the seabed and thus targeted as possible in such marine areas to position corresponding sensors on the seabed.

D. h., der Schwerpunkt dieser Erfindung besteht darin, zunächst anhand von Karten zum Meeresgrund und zu den Strömungen im Meer solche schwingungsanfälligen Gebiet zu identifizieren und damit die Grundlage für den gezielten Einsatz einer minimalen Anzahl von solchen sehr teuren Messeinrichtungen zu legen.That is, the focus of this invention is first to identify such vulnerable area on the basis of maps of the seabed and the currents in the sea and thus to lay the foundation for the targeted use of a minimum number of such very expensive measuring equipment.

4 soll eine derartige Messeinrichtung ME verdeutlichen, die sich über eine Platte PL mit daran befestigten Verankerungen VA am Meeresboden MB sich abstützt. Die Messeinrichtung besteht aus dem in [2] verdeutlichten und an der sehr steifen Platte montierten Octagonalringgeber OG, an dem sich über einem Adapter die Messplatte MP als ebener oder räumlicher Keil abstützt. Zur Kompensation des durch den hydrostatischen Drucke der Wassersäule mit der Höhe h auf diesem Geber OG verursachten Signal ist ein zweiter analoger, aber sehr verkleinerter Geber KG mit der Platte PL verbunden, der durch die durch die Druck- oder Zugbelastungseinrichtung BE so belastet wird, dass eine Kompensation des durch die Wassersäule mit der Höhe h verursachten Signals auftritt und nur die gewünschte Information erfassbar ist. Die Signalauswertung SA1 und die Signalübertragung SÜ1 bis über die Meeresoberfläche MO sind als Black-Box verdeutlicht. Zusätzlich ist an der Messplatte MP ein Schwingungsaufnehmer SA* befestigt, der mit der Signalauswertung SA2 und Signalübertragung SÜ2 verbunden ist. Mit der Platte PL ist eine hermetisch abdichtende Vorrichtung HAV als Taucherglocke mit einem freien Bereich für die Positionierung der Messplatte MP und einer nachgiebigen Abdichtung NA verbunden. Die nachgiebige Abdichtung stützt sich an der Vorrichtung HAV und an der Messplatte MP so ab, dass im ausreichenden Maße die Belastungen durch die Wirbelbildung durch den sich bewegenden nachgiebigen Untergrund erfasst werden können. Natürlich sind entsprechende Bewegungs- und Schwingungssensoren auch an der festpunktbildenden Platte befestigt. 4 is intended to illustrate such a measuring device ME, which is supported on a plate PL with attached anchors VA on the seabed MB itself. The measuring device consists of the octagonal ring transmitter OG, which is illustrated in [2] and mounted on the very rigid plate, on which the measuring plate MP is supported as an even or spatial wedge by means of an adapter. To compensate for the signal caused by the hydrostatic pressure of the water column with the height h on this encoder OG a second analog but very reduced encoder KG is connected to the plate PL, which is loaded by the pressure or Zugbelastungseinrichtung BE so that a compensation of the caused by the water column with the height h Signal occurs and only the desired information is detected. The signal evaluation SA1 and the signal transmission SÜ1 to beyond the sea surface MO are illustrated as a black box. In addition, a vibration sensor SA * is attached to the measuring plate MP, which is connected to the signal evaluation SA2 and signal transmission SÜ2. With the plate PL, a hermetically sealing device HAV is connected as a diving bell with a free area for the positioning of the measuring plate MP and a flexible seal NA. The resilient seal is supported on the device HAV and on the measuring plate MP in such a way that the loads due to the vortex formation can be detected to a sufficient extent by the moving, yielding substrate. Of course, corresponding motion and vibration sensors are also attached to the fixed-point plate.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Nitsche, W .: Flow Measurement. Springer textbook, Berlin, Heidelberg, 1994 [0013]
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Claims

Method for earthquake, monster wave and tsunami early warning systems by identifying the self-excited vibrations as a function of the wedge or surface parameters of the earth's crust due to the ocean current, characterized in that for the early detection of developing earthquake waves and associated tsunamis a complex wedge-technical, a) by a Assessment of the wedge parameters as a function of the direction of flow, b) territorial and territorial analysis of endangered areas of the earth according to [1], especially around the equator, where the natural vibrations in the earth's crust are due to c) the per se non-periodic energy source ocean currents on the side flanks d) by the lurching axis of the earth, e) in the first period of the upswing phase, or f) in the subsequent stages of approaching a theoretical, but difficult to imagine, deep-sea trench, flat earthquake-prone sea or gullies , Limit cycle movement can form, is performed.

The ocean current and the wedge parameters are procedurally examined according to claim 1 in more detail with respect to forming vortex and vortex or the time change of the flow velocity.

The device according to claims 1 and 2 is in use of the high-frequency evaluation of the movement oscillating crust regions with z. B. Laser echosounder at the edges of plate tectonics of suitably positioned reference systems a) on the mainland or b) on the surface or the depths of the endangered waters, that is c) z. B. on the ship d) acting similar to the GPS system or e) outside of our earth system.

In concrete application, the device according to claims 1 to 3 consists of a positioned on the seabed encoder ME, the a) the measurement of at least two mutually perpendicular forces in a measuring plane x-y and a moment normal to this measuring plane about the z-axis and b) the oscillatory movement of the plates PL and MP guaranteed.