Modellierung
serstandes an den Küsten eines Randmeeres wie
der Nordsee geben die Möglichkeit, die Ergeb
nisse einer derartigen Theorie systematisch zu
prüfen, und damit das Vertrauen in die dynami
schen Methoden der Ozeanographie zu festigen.“
Die Modellprognosen des Deutschen Wet
terdienstes sind nur hinreichend genau, um mit
dem Windstaumodell gute Wasserstandsvorher
sagen zu erzielen. So wichen im Mittel über das
Jahr 1998 nur 15% der Hochwasservorhersagen
für Cuxhaven um mehr als 20 cm von den beob
achteten Wasserständen ab (Abb. 35). Lediglich
0,6% waren um mehr als 50 cm falsch. Die Was
serstandsvorhersagen werden bis dato „mit der
Hand gemacht“, die Modellprognosen fungieren
als ein wichtiges Hilfsmittel. Eine weitgehende
Automatisierung kann erst eingeführt werden,
wenn die Ursachen für die gelegentlich größeren
Abweichungen der Modellvorhersage von den
eingetretenen Wasserständen erkannt und besei
tigt sind.
Drift- und Ausbreitungssimulation
Die Simulation von Ausbreitungsprozessen
im Meer hat in den letzten Jahren immer mehr an
Bedeutung gewonnen, sei es um die Ausbreitung
eines Schadstoffs abzuschätzen, sei es um den
Driftweg von Menschen in Seenot zu berechnen.
In der Vergangenheit waren Stromatlanten
bzw. einfache Parametrisierungen der Winddrift
die einzigen Hilfsmittel, um die Drift von Gegen
ständen oder Stoffen zu bestimmen. Vor allem in
Gebieten mit starkem Gezeiteneinfluß, wie der
Nordsee, war die Berechnung des Driftweges
sehr zeitaufwendig und fehleranfällig. Mit Hilfe
des operationeilen Modellsystems können nun
Drift- und Ausbreitungsrechnungen in wenigen
Minuten durchgeführt werden und als Entschei
dungshilfe an die für die Bekämpfung von Ver
schmutzungen zuständige Stelle oder an die See
notrettungsleitung verschickt werden.
Im BSH stehen für Ausbreitungssimula
tionen zwei Werkzeuge zur Verfügung. Zur
Berechnung der Konzentration wasserlöslicher
Substanzen wird ein sogenanntes Eulersches
Transportmodell verwendet. Dieses Modell wurde
während des Oderhochwassers im Sommer 1997
entwickelt, um die Ausbreitung und Verdünnung
von verschmutztem Flußwasserzu untersuchen.
Für den Fall, daß Drift und Ausbreitung
durch Partikel dargestellt werden können, gibt es
als Alternative ein Verfahren, in welchem die
untersuchte Substanz als eine Wolke von Teil
chen angesehen wird, die einzeln durch Strö
mung und Turbulenz transportiert werden (La-
grangesches Verfahren). An der Oberfläche
treibende Substanzen werden zusätzlich mit
einem bestimmten Prozentsatz der Windge
schwindigkeit verdriftet. Bei der Simulation der
Ausbreitung von Öl wird außerdem das physika
lische Verhalten unterschiedlicher Ölsorten auf
der Wasseroberfläche und in der Wassersäule
berücksichtigt; dies sind z. B. Verdunstung,
„Spreading“, Emulsionsbildung, vertikale Vermi
schung, Stranden und Ablagerung am Meeresbo
den.
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