Die  Küste,  75  MUSTOK  (2009),  37-49

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Inhalt

1.  Einführung  38
2.  Berechnung  von  Windfeldern  39
3.  Windatlas-Berechnung  39
4.  Windatlas-Anwendung  41
4.1  Wahl  der  Eingabewerte  43
4.2  Verifikation  der  Windatlas-Ergebnisse  44
4.2.1  Gebiet  Kiel  44
4.2.2  Gebiet  Warnemünde  46
5.  Zusammenfassung  48
6.  Danksagung  49
7.  Schriftenverzeichnis  49

1.  Einführung
Für  viele  Untersuchungen  im  Bereich  des  Küsteningenieurwesens  und  des  Küstenschutzes ­
  werden  für  Zeitabschnitte  von  mehreren  Jahren  räumlich  hoch  aufgelöste  Windfelder ­
  für  See-  und  Küstengebiete  benötigt.  Derartige  Windfelder  liegen  bisher  jedoch  meist
nur  in  einer  groben  Auflösung  vor,  wie  z.B.  die  Windfelder  des  Wettervorhersagemodells
COSMO-EU  des  Deutschen  Wetterdienstes  (Auflösung  rund  7  km,  siehe  Doms  u.  SchäTTler,
  1999)  oder  die  des  HIPOCAS-Projekts  (Auflösung  ca.  50  km,  siehe  WEISS  et  ah,  2003).
Die  erforderlichen  Reihen  müssen  deshalb  speziell  berechnet  werden.  Hierzu  bietet  sich
das  sogenannte  Windatlasverfahren  an.  Solche  Windatlanten  für  die  Ostsee  wurden  bereits
für  die  Region  um  Darss  und  Zingst  von  Hinneburg,  Raabe  u.  Tetzlaff  (1997)  und  für
den  Greifswalder  Bodden  von  Rudolph  u.  Gayer  (1995)  bestimmt.  Da  diese  Windatlanten
jedoch  nur  einen  kleinen  Teil  der  für  das  Projekt  MUSTOK  relevanten  Untersuchungsgebiete ­
  abdecken,  war  die  Berechnung  eines  neuen,  bedarfsgerechten  Windatlas  erforderlich.
Im  Bereich  der  deutschen  Küsten  sind  die  örtlichen  Unterschiede  im  Wind  im  Wesentlichen ­
  durch  die  unterschiedlichen  Rauhigkeitsverhältnisse  von  Land-  und  Meeresoberfläche
bestimmt.  Deshalb  reicht  zur  Berechnung  der  Windfelder  das  Windmodell  MKW  (Massenkonsistentes ­
  Windmodell)  des  Seewetteramts  Hamburg  aus,  bei  dem  es  sich  um  ein  einfaches,
diagnostisches  Atmosphärenmodell  handelt.  Dieses  hat  sich  bereits  bei  ähnlichen  Problemstellungen ­
  in  verschiedenen  Untersuchungen  bewährt,  siehe  z.B.  (Ganske,  Rosenhagen  u.
Schmidt,  2006)  oder  (Schmidt  u.  Pätsch,  1992).
Der  Windatlas  besteht  aus  einer  Vielzahl  von  mit  dem  MKW  berechneten  Feldern  der
Windgeschwindigkeit,  die  durch  systematische  Variation  der  antreibenden  Windgeschwindigkeit ­
  und  der  Windrichtung  in  800  m  Höhe  unter  Berücksichtigung  der  Land-/Meerverteilung
  sowie  der  zugehörigen  Bodenrauhigkeit  für  repräsentative  Wasserstände  berechnet
wurden.  Dabei  wurde  die  mit  der  Windgeschwindigkeit  wachsende  Rauhigkeit  der  Meeresoberfläche ­
  approximativ  aus  einem  Gleichgewicht  zwischen  dem  Windfeld  und  dem  Rauigkeitsfeld ­
  bestimmt,  während  die  Rauhigkeit  der  Landoberflächen  als  zeitlich  konstant  angenommen ­
  werden  kann.
Bei  der  Anwendung  des  Windatlasses  gibt  man  für  eine  frei  wählbare  Position  in  einem
der  drei  Windatlas-Gebiete  als  Eingangsgrößen  Stundenmittelwerte  der  Windgeschwindigkeit ­
  und  der  Windrichtung  in  10  m  Höhe  und  einen  zugehörigen  repräsentativen  Wasserstand ­
  vor.  Ein  Interpolationsprogramm  berechnet  aus  diesen  Eingangswerten  für  das  gewählte ­
  Untersuchungsgebiet  das  zugehörige  meteorologisch  konsistente  Windfeld.