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Full text: 15: Wasserstandsvorhersage mittels neuronaler Netze

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im Westen von Cuxhaven angesiedelt, da die Luft sich im Mittel mehr aus westlichen als aus 
östlichen Richtungen heranbewegt. Außerdem wurden solche Stationen gewählt, deren 
Zeitreihen (sowohl stündliche als auch dreistündliche) möglichst kontinuierlich sind. 
Die Zeitreihen der niederländischen und englischen Wetterstationen sind seit Ende der 
70er Jahre stündlich (Kap.4.1.2), die der skandinavischen Stationen (Dänemark, Norwegen 
und Schweden) bis heute dreistündlich. Stündliche Werte haben natürlich den Vorteil einer 
besseren zeitlichen Auflösung. Bei dreistündlichen Werten dagegen fällt nicht so auf, wenn 
sich die Meldungen bei bemannten Stationen durch menschlich bedingte Aktivitäten z.B. um 
eine halbe Stunde verzögern. Durch Automaten lassen sich solche Verzögerungen zwar 
vermeiden, die Zuverlässigkeit wird aber dadurch vermindert (Kap.4.1.2). Um mit den 
anderen Wetterstationen und den Pegelmessungen konsistent zu bleiben, wurden die drei 
stündlichen Zeitreihen der skandinavischen Wetterstationen durch lineare Interpolation auf 
stündliche Reihen hin aufgefüllt. Dabei ist eine Interpolation bis zu drei Stunden (d.h. zwei 
fehlende Werte) gerade noch physikalisch zu rechtfertigen [Bauer, pers. Komm.]. Von den 
Zeitreihen wurde wiederum jeweils der gleiche Zeitraum an Meßwerten verwendet wie in 
Kap.4.1.1 beschrieben. 
Die Verwendung von Luftdruckmessungen an Wetterstationen in Nordwest-Europa stellt 
zusätzlich einen Versuch dar, die luftdruckbedingten Fernwellen mit zu berücksichtigen 
(Kap.2.1.7). Allerdings sind damit nur solche Wellen erfaßbar, die in der Nordsee und dem 
Nordatlantik bis maximal Island induziert werden können. Ein anderer Weg, Fernwellen mit 
zu berücksichtigen, ist die Hinzunahme weiterer ozeanographischer Daten. Wie in Kap.2.1.7 
beschrieben, wurde eine relativ große Übereinstimmung des Verlaufs des Reststaus bei 
Cuxhaven mit dem 15 h früheren Stau von Aberdeen bemerkt, sogar dann, wenn dort kein 
Wind herrschte. Aus diesem Grunde wurde versucht, den Stau bei Aberdeen mit in ein 
neuronales Modell einzubeziehen. Auch bei diesem Ort wird der Stau durch Subtraktion der 
Gezeitenvorausberechnungen von den Pegelmessungen gebildet. Da aber im Jahre 1993 
Hafenarbeiten in Aberdeen vorgenommen wurden, die den Pegel verfälschten, wurde auf den 
Ort Wiek, der nördlich von Aberdeen ebenfalls in Schottland liegt, ausgewichen (Abb.2.6). 
Nach Rücksprache mit dem Wasserstandsvorhersagedienst macht es in bezug auf Fernwellen 
keinen nennenswerten Unterschied, ob die Daten von Aberdeen oder von Wiek verwendet 
werden. Sowohl die Messungen als auch die Gezeitenvorausberechnungen für Wiek wurden 
von dem British Oceanographic Data Centre (BODC) in Merseyside in Großbritannien zur 
Verfügung gestellt. Es wurde der gleiche Zeitraum an Daten verwendet wie bei den bisher 
beschriebenen Daten. Die Messungen des Pegels bei Wiek und die Gezeitenvorausberech 
nungen für diesen Ort entsprechen UTC. 
Die Zeitangaben (MEZ und UTC) werden betont, da sämtliche Zeitreihen als Eingaben in 
die neuronalen Modelle zeitlich aufeinander abgestimmt sein müssen. Die Modelle wurden 
auf UTC-Basis trainiert. Dazu wurde der Datensatz des Staus bei Cuxhaven von MEZ auf 
UTC umgestellt. 
Prinzipiell gibt es beim Vergleich von Messungen des Pegels an verschiedenen Orten das 
Problem des gemeinsamen Bezugsniveaus. In der BRD z.B. wird als Bezugsniveau das 
Normal Null verwendet (Kap.4.1.1). Da aber von den Pegelmessungen sowohl für Cuxhaven 
als auch für Wiek die entsprechenden Gezeitenvorausberechnungen subtrahiert werden, wird 
damit auch das jeweilige Bezugsniveau entfernt und das Problem auf diese Weise gelöst. Al 
lerdings werden für die Vorausberechnungen Koeffizienten benutzt, die aus früheren Pegel 
messungen berechnet wurden. Somit wird vorausgesetzt, daß sich das Bezugsniveau zwischen 
den früheren und den aktuellen Messungen zeitlich nicht wesentlich geändert hat.
	        
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