Summary
Geodetic GNSS measurements from ships have been shown to be capable of detecting the perturbation from tsunamis in the open ocean. We propose that a network of ships, based on voluntary participation of cargo and tanker vessels, could contribute to tsunami warning, augmenting the existing systems. Two case studies based on tsunamis generated at the location of historical events are examined based on the distribution of ships that would be expected from such a network. We find that ships are likely to be in position to be the first sensors reached by these tsunamis. We note, however, that the relatively high noise characteristics previously found in ship-based GNSS data requires four or more ships before an unambiguous detection can be made based only on the ship data which may increase the detection time for such a network. In this case a ship-based detection might be delayed compared to the current tide-gauge network, however, ships would still make a contribution to the characterization of an event as they would provide observations from otherwise unsampled locations. The cost of operating such a ship-based network could be mitigated by taking advantage of the additional products that their GNSS systems could provide: estimates of water vapor for weather models and ionospheric observations for space weather.
Zusammenfassung
Geodätische GNSS-Messungen von Schiffen haben gezeigt, dass sie in der Lage sind, die Störung durch Tsunamis im offenen Ozean zu erkennen. Wir schlagen vor, dass ein Netzwerk von Schiffen, das auf der freiwilligen Teilnahme von Fracht- und Tankschiffen beruht, zur Tsunamiwarnung beitragen und die bestehenden Systeme ergänzen könnte. Zwei Fallstudien, die auf Tsunamis am Ort historischer Ereignisse basieren, werden anhand der Verteilung der Schiffe, die von einem solchen Netzwerk zu erwarten wäre, untersucht. Wir gehen davon aus, dass die Schiffe die ersten Sensoren sein werden, die von diesen Tsunamis erreicht werden. Es ist zu beachten, dass die relativ hohen Rauscheigenschaften, die bisher bei schiffsbasierten GNSS-Daten festgestellt wurden, vier oder mehr Schiffe erfordern, bevor eine eindeutige Erkennung nur anhand der Schiffsdaten erfolgen kann, was die Erkennungszeit für ein solches Netzwerk erhöht. In diesem Fall könnte sich eine schiffsbasierte Erkennung im Vergleich zum aktuellen Pegelnetz verzögern, aber die Schiffe würden einen Beitrag zur Charakterisierung eines Ereignisses leisten, da sie Beobachtungen von ansonsten nicht erfassten Orten liefern würden. Die Kosten für den Betrieb eines solchen schiffsbasierten Netzwerks könnten durch die Nutzung der zusätzlichen Produkte, die ihre GNSS-Systeme liefern, gemildert werden, wie etwa Schätzungen des Wasserdampfs für Wettermodelle und Beobachtungen der Ionosphäre für das Weltraumwetter.