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Full text: Modellierung von extremen Sturmhochwassern an der deutschen Ostseeküste

Die Küste, 75 MUSTOK (2009), 71-130 
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3.1.1 Anfangswerte 
In MUSE-Ostsee wurde die neueste Version (v4) des BSH-Modellsystems genutzt. Ab 
weichend vom operationeilen Betrieb muss hier für jede Nachrechnung einer extremen 
Sturmflut ein Anfangszustand konstruiert werden. 
Temperatur und Salzgehalt werden mit klimatologischen Monatsmittelwerten (Janssen 
et ah, 1999) initialisiert. Entsprechend wird kein Anspruch erhoben, Temperatur und Salzge 
halt für die betrachteten Episoden bestmöglich zu simulieren. Jahreszeitliche Variationen im 
Wasserstand durch Dichtevariationen sind gering. Die von der Schichtung modifizierte groß 
räumige Zirkulation mit Re-Zirkulation in tiefen Becken und windbedingten Randströmen 
(Krauss, 2001) kann den küstennahen Wasserstand jedoch beeinflussen. 
Die Eisbedeckung beeinflusst den Wasserstand über Modifikation des Impulseintrags 
aus der Atmosphäre und durch Dämpfung von Wasserstandsänderungen. Werte für die 
Eisdicke und Bedeckungsgrad wurden daher für jeden Zieltermin nach Originalkarten des 
Eisdienstes des BSH digitalisiert und in Anfangswerte für Eisdicke und Eiskompaktheit 
umgerechnet. Zu Beginn von drei der sieben Rekonstruktionen in Kapitel 3.2 war die 
Ostsee zu Beginn der Nachrechnung eisfrei, und zwar am 25.10.1970, 19.10.1995 und 
2.10.2003. 
Die offensichtlichste Größe, für die ein Anfangswert gefunden werden muss, ist der 
Wasserstand (anteilig in der Schichtdicke der Oberflächenschicht enthalten). Der Wasser 
stand wird zwar über lange Simulationszeiten von seinem Anfangszustand unabhängig, die 
Simulationsdauer in MUSE-Ostsee ist jedoch im Vergleich zur baroklinen Zeitskala kurz. 
Daher wurden die Simulationszeiten gegenüber der Dauer der eigentlichen Sturmhochwas 
ser um 10 bis 30 Tage verlängert, d.h. um die Zeit, die die Strömung braucht, um sich auf ein 
vorgegebenes Dichtefeld einzustellen, und so sinnvolle Wasserstände zu Beginn der EPS- 
Simulationen zu schaffen. Zur Initialisierung solcher Vorläufe wurde im BSH der Anfangs 
wasserstand über Modellarchivdaten aus dem Jahr 2002 (Modellversion v3) an das zum Start 
tag gemessene Tagesmittel des Wasserstands in Landsort gekoppelt. 
Für die barotropen Simulationen des Nordostatlantiks wurde der Wasserstand hydro 
statisch an die Anfangsluftdruckverteilung angepasst. 
Der in den Vorläufen berechnete Anfangszustand für die eigentlichen EPS-Simulationen 
repräsentiert den Einfluss der Wetterlage in den Tagen vor und zum Zieltermin. 
Zum Antrieb dieser Vorläufe standen sechsstündige meteorologische Re-Analysen 
(ERA40) zur Verfügung, ab 2000 auch Archivdaten einstündiger (deterministischer) Vorher 
sagen des DWD. Die sechsstündigen Re-Analysen eignen sich wegen der geringen zeitlichen 
Auflösung nicht für die Analyse zurückliegender Stürme, denn extreme Wasserstände wer 
den damit nur zufällig reproduziert (Abb. 5a-e). Für die Berechnung von Anfangsverteilun 
gen vor einem Sturmhochwasser sind sie aber geeignet. 
Zusammen mit der Kopplung des Anfangszustands an das gemessene Tagesmittel in 
Landsort zu Beginn der Vorläufe wird davon ausgegangen, dass so insbesondere auch einem 
erhöhten Füllungsgrad der Ostsee zu Beginn der EPS-Simulationen Rechnung getragen 
wird.
	        
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