Container über Bord! Wohin driftet das Öl nach einer Havarie in der Nordsee? Oder wohin treiben schädliche Algenteppiche? In solchen Situationen stellt sich Wissenschaftlern die Frage, wohin dieses „Treibgut“ nach einer bestimmten Zeit gelangen wird.
Am Institut für Küstenforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) werden Vorhersagen des Strömungsfeldes in der deutschen Nordsee erstellt, mit denen solche Szenarien berechnet werden können und den Rettungskräften helfen, ihre Ressourcen möglichst effektiv einzusetzen. Messungen werden mit Computermodellen kombiniert, um diese Prognosen so realistisch wie möglich zu gestalten.
Messungen von High Frequency Radar-Stationen an der deutschen Nordseeküste (auf Sylt, Wangerooge und in Büsum) werden kontinuierlich im Rahmen von COSYNA (Coastal Observing System for Northern and Arctic Seas) erfasst und an die Datenzentrale des Instituts für Küstenforschung des HZG in Geesthacht weitergeleitet. Aus den Messungen der Rückstreuung von der Meeresoberfläche wird die Oberflächenströmung des Meeres berechnet - alle 20 Minuten und mit einer räumlichen Auflösung von zwei Kilometern.
Computermodelle unterstützen Messungen
Messungen stoßen aber immer an Grenzen: Sie erfassen nur den Ist-Zustand, die Radargeräte haben eine begrenzte Reichweite von etwas über 100 km, und gelegentlich kann es durch technische Störungen oder Wartungen zu Ausfällen kommen. Daher werden die Messdaten durch Computermodelle der Strömung in der Deutschen Bucht ergänzt, die die Lücken füllen und Strömungsfelder berechnen und vorhersagen können.
Die Messungen werden in drei-dimensionalen Ozean-Zirkulations-Modellen verarbeitet („assimiliert“), basierend auf Erfahrungswerten für die Genauigkeit sowohl der Messungen als auch der Modelle. Damit wird ein Oberflächenströmungsfeld berechnet, das den Ist-Zustand der Nordsee wiedergibt.
Um Aussagen über die zukünftige Drift eines im Wasser treibenden Gegenstandes treffen zu können, wird dieses Feld dann als Anfangsbedingung für eine Vorhersage-Modellrechnung verwendet. Dieser Prozess wird ständig wiederholt und die Qualität der Vorhersagesomit verbessert.
Das HZG arbeitet in diesem Projekt mit dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in Hamburg zusammen, um eine effektive und praxis-orientierte Weiterentwicklung dieses Beobachtungs- und Vorhersagesystems zu gewährleisten.
