Die Küste, 75 MUSTOK (2009), 71-130
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3.1.2 Bezugsniveau - Vergleich mit beobachteten
Wasserständen
Modelldaten für den Wasserstand zeigen in der Regel eine modellimmanente ortsabhängige
mittlere Abweichung von gemessenen Werten. Diese ist für die Ostsee beim Vergleich
mit Messungen signifikant und nimmt nach Nordosten zu. Der Grund dafür ist das unterschiedliche
Bezugsniveau. Hansen (2008) findet bei der Betrachtung verschiedener Modelle
einen Unterschied von im Mittel etwa 0,3 m in der westlichen Ostsee. Der Unterschied reduziert
sich deutlich, wenn das betrachtete Modell an ein Nordatlantikmodell gekoppelt ist
(Hansen, 2008).
Die Modellgleichungen der BSH-Modelle sind bezüglich eines rotierenden sphärischen
Koordinatensystems formuliert. In einer solchen Darstellung schneiden sich im Allgemeinen
die Flächen konstanter Radialkomponente mit denen konstanten Potentials der effektiven
Gravitationskraft, der Schwerkraft.
In vereinfachten Modellgleichungen der BSH-Modelle (und entsprechender Modelle)
wird durch eine konstante Radialkomponente r = R + z eine Geopotentialfläche beschrieben,
und z gibt die Höhe dieser Fläche über der Erde (horizontal homogene Kugel mit Radius R)
an (Pichler, 1984). Die Fläche z = 0 definiert eine mittlere Meeresoberfläche. Bei der Simulation
von regional begrenzten Meeresgebieten bestimmt der mittlere vertikale Massenaufbau
am offenen Rand die Lage der Nullfläche im Modellgebiet.
Im Gegensatz zu solchen Modellnullflächen sind NN-Flächen Beschreibungen der
Erde, insbesondere sind sie keine Äquipotentialflächen. Sie unterscheiden sich nicht nur
durch eine wesentlich genauere Beschreibung des effektiven Gravitationspotentials, sondern
auch in der Festlegung der mittleren Meeresoberfläche. Diese berücksichtigt den lokalen
mittleren Massenaufbau. Bezogen auf eine für eine Simulation festgelegte, räumlich konstante
Modellnullfläche ist der NN-Wert eine vom Ort abhängige Variable, besonders dann,
wenn die vertikal gemittelte Dichte stark variiert, was zwischen Nordsee und Ostsee, aber
auch innerhalb der Ostsee der Fall ist (Abb. 2). Um auf NN bezogene Wasserstandsangaben
mit Modellwasserständen vergleichen zu können, müssen die Modellwerte auf NN umgerechnet
werden. Während in der Nordsee die Korrektur mit guter Näherung vernachlässigt
wird, ist sie für die Ostsee signifikant.
Zum Vergleich mit gemessenen Werten wird vereinfachend angenommen, dass die Jahresmittel
sich im Modell und in den Daten in gleicher Weise ändern und Korrekturwerte (rot
in Abb. 2) durch Modellinformationen aus dem Jahr 2002 ausgedrückt werden können. Für
Details siehe Bork und Müller-Navarra (2009).
Die Korrekturwerte für alle betrachteten Pegel sind in Tabelle 7a und b gegeben und
variieren zwischen 0,161 m in Ringhals und 0,422 m in St. Petersburg. Versuche, eine Simulation
gleich mit niedrigeren Werten zu starten, zeigten, dass sich der Wasserstand über den
betrachteten Zeitraum wieder auf Modellnull einstellte (Abb. 3).
