Die Küste, 72 (2007), 65-103
Tsunami - Untersuchungen für die deutsche
Nordseeküste
Von Ingrid Bork, Stephan Dick, Eckhard Kleine und Sylvin H. Müller-Navarra
Zusammenfassung
Unter dem Eindruck der Tsunami-Katastrophe im nördlichen Indischen Ozean vom Dezember
2004 wurde im Rahmen des Projekts „Tsunami - Untersuchungen für die Nordsee“ die
Ausbreitung eines Wellenzugs aus drei positiven Einzelsignalen mit Perioden von 1800 s im
Nordostatlantik und in der Nordsee simuliert. Die Modellstudien wurden mit zweidimensionalen,
barotropen Modellen durchgeführt. Solche Modelle werden am Bundesamt für Seeschifffahrt
und Hydrographie (BSH) für die Vorhersage von meteorologisch bedingten Fernwellen mit
in der Regel längeren Perioden und zur Vorhersage von Sturmfluten an der deutschen Nordseeküste
verwendet. Sturmfluten mit Wasserständen von 4 bis 5 m über NN sind für die Nordsee
jährlich wiederkehrende Ereignisse und Gegenstand der Wasserstandsvorhersage am BSH. Tsunami
liegen hinsichtlich ihrer Periode zwischen Seegang und der in der Nordsee dominierenden
halbtägigen Gezeit. Das Verhalten hypothetischer Tsunami verschiedener Wellenhöhen, die auf
einen breiten flachen Schelf auflaufen, wird mit leicht modifizierten Modellen simuliert. Zusätzlich
wird eine analytische Betrachtung des Einflusses der Dissipation vorgestellt.
Im Nordostatlantik reproduzieren die Simulationen dynamisches Verhalten, das durch die
Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit mit der Tiefe erklärt werden kann. In der Nordsee
erlauben numerische Modelle der Sturmflutvorhersage nach Anpassung des Gitterabstands an
die kürzeren Wellenlängen grundsätzlich auch die Simulation der Ausbreitung mittellanger Wellen
bis ans Küstennahfeld sowie ihre Modifikation durch Küsten- und Bodenstrukturen. Die
direkte Wechselwirkung mit Gezeiten und Sturmfluten ist schwach.
Summary
Under the impression of the tsunami disaster in the North Indian Ocean in December 2004,
a simulation of the propagation and modification of a wave train with a period of 1800 s across
the North-East Atlantic and the North Sea was carried out as part of the project “Tsunami - a
study regarding the North Sea coast”. The models used for this purpose were two-dimensional
barotropic models. Such models are in operational use at the Federal Maritime and Hydrographic
Agency of Germany (BSH) to forecast external surges of meteorological origin, which normally
have longer periods, and to forecast storm surges at the German North Sea coast. North Sea storm
surges with water levels of 4 to 5 m above NN (German ordnance datum) are annually recurring
events that are monitored by the official forecasting service at the BSH. The period of a tsunamiranges
between that of wind waves and that of the predominantly semidiurnal tide in the North
Sea. The behaviour of a hypothetical tsunami with a varying wave height traversing a wide,
shallow shelf has been simulated using slightly modified models. An analysis of the importance of
dissipation has also been included.
In the North-East Atlantic, the simulations reproduce dynamic features that can be attributed
to the change of propagation velocity with depth. In the North Sea, numerical models used
to forecast storm surges are suitable in principle for simulating the propagation of medium-length
waves almost to the near-shore area as well as their modification by coastal and bottom features
if their grid spacing is adapted to the shorter wave lengths. Direct interaction with tides and storm
surges is weak.
Keywords
Nordsee, Schelf, Modelle, Nordostatlantik, Tsunami, Dissipation, Dispersion
