7 Testlauf von ECOHAM2 im BSH-Modellsystem
Das BSH betreibt seit zwei Jahrzehnten ein operationeiles Modellsystem für aktuelle
Vorhersagen im Bereich der Nord- und Ostsee. Dieses Modellsystem setzt sich aus
mehreren Modulen zusammen (Abb. 7.1). Mit einem hydrodynamischen Modul, das aus
zwei interaktiv gekoppelten hydrodynamischen Modellen mit jeweils unterschiedlicher
Auflösung besteht, werden täglich Wasserstand, Strömungen, Temperatur, Salzgehalt
und - soweit vorhanden - Eisbedeckung berechnet. Es handelt sich dabei um ein
dreidimensionales, baroklines Modell (BSHcmod) mit einer horizontalen Auflösung
von etwa 900 m in der Deutschen Bucht (Küstenmodell) mit beidseitiger Kopplung an
ein ebenfalls dreidimensionales, baroklines Modell der Nord- und Ostsee
(Nordseemodell) mit einem horizontalen Gitterabstand von etwa 5 km (Dick und
Kleine, 2006; Dick et al., 2001). Für das Betreiben des Zirkulationsmodells werden die
mit einem Atmosphärenmodell GME/LME vom Deutschen Wetterdienst (Majewski et
al., 2004; Schulz und Schättler, 2005) prognostizierten meteorologischen Verhältnisse
über der Nord- und Ostsee zugrunde gelegt. Dabei werden Prognosedaten zu
Windrichtung und Windgeschwindigkeit, Luftdruck und Temperatur, spezifischer
Feuchte und Bewölkung verwendet. Zusätzlich gehen modellierte Seegangs- und
Tidedaten sowie die aktuellen Frischwassereinträge großer Flüsse ein. Die vom
operationeilen Zirkulationsmodell berechneten Vorhersagen reichen 84 Stunden in die
Zukunft. Die Ergebnisse des Strömungsmodells sind die Basis für die
Ausbreitungsmodelle, die ebenfalls wichtige Komponeneten des Modellsystems
darstellen.
Im BSH stehen für unterschiedliche Anwendungen zwei Modelle zur Verfügung, die
auf den Strömungs vorher sagen des Operationellen Zirkulationsmodells basieren und als
Langrange’sches bzw. Euler’ sches Transportmodell formuliert sind (BSHdmod.L und
BSHdmod.E). Das Langrange’sehe Drift- und Ausbreitungsmodell des BSH (Dick und
Soetje, 1990) wird in Seenotfällen und zur Unterstützung der Küstenwache bei
aktuellen Meeresverschmutzungen eingesetzt. Mit dem Modell können Driftprognosen
für schwimmende Personen und Gegenstände sowie Ausbreitungrechnungen für Öl und
wasserlösliche Chemikalien durchgeführt werden. Bei Havarien auf See können
dadurch unverzüglich Prognosen über die Verdriftung von Öl oder anderen
Schadstoffen zur Verfügung gestellt werden. Das Euler’sehe Ausbreitungsmodell
simuliert dagegen die zeitliche Entwicklung von Konzentrationsverteilungen. Der im
Modell verwendete Transportalgorithmus ermöglicht die Darstellung starker
Konzentrationsunterschiede. Ursprünglich wurde das Euler’sehe Ausbreitungsmodell
für Untersuchungen zur Ausbreitung von wasserlöslichen Substanzen und zur