Die Küste, 75 MUSTOK (2009), 37-49
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In den folgenden Kapiteln wird zunächst kurz das Windmodell MKW erläutert. Danach
wird ein Überblick gegeben über die Wertebereiche und Klassenbreiten, die zur Berechnung
der Felder des Windatlasses verwendet wurden, um mit genügender Genauigkeit die für
Seegangs- und Strömungsberechnungen benötigten Windfelder interpolieren zu können. Es
folgt für zwei der fünf Teilgebiete ein statistischer Vergleich zwischen Windatlas-Ergebnissen
und Messungen.
2. Berechnung von Windfeldern
Alle Felder der Windgeschwindigkeit wurden mit dem Windmodell MKW (Massenkon
sistentes Windmodell) bestimmt. Das statische (nicht zeitabhängige) Modell wurde aus dem
NOAA Atmospheric Boundary Layer Model (NOABL: Sherman, 1976 u. Traci, 1978)
vom DWD weiterentwickelt und bereits in mehreren Projekten erfolgreich verwendet, um
Windfelder in Küstennähe zu berechnen, siehe (Ganske, Rosenhagen u. Schmidt, 2006),
(Schmidt et ah, 1994), (Schmidt u. Pätsch, 1992), sowie (Füg u. Schmidt, 2001).
Das Windmodell MKW besteht aus zwei Teilen, wobei im ersten ein sogenanntes Initial-
Windfeld berechnet wird, das im zweiten Teil in ein divergenzfreies, massenkonsistentes
Windfeld umgewandelt wird. Das MKW weist ein dreidimensionales Rechengitter auf, das
in der Horizontalen gleichabständig ist. Die geländefolgende vertikale Koordinate hat dage
gen mit der Höhe wachsende Gitterabstände.
Beim Initialisierungsverfahren wird für jeden Gitterpunkt ein logarithmisches Wind
profil bestimmt. Dazu werden Topographie und Oberflächenrauhigkeit vorgegeben, wobei
die Topographiedaten aus dem IOW-Datensatz (Seifert et al. 2001) interpoliert wurden. Die
Rauhigkeitslänge wurden über Land für jeden Gitterpunkt anhand der GLC2000-Landnut-
zungsdaten (Europäische Kommission, 2000) festgelegt. Die Berechnung von Rauhigkeiten
über See hängt sowohl iterativ von der Windgeschwindigkeit als auch von der Wassertiefe ab.
Andere Einflüsse auf die Rauhigkeiten, wie z.B. die Stabilität der Atmosphäre, werden nicht
berücksichtigt. Eine ausführliche Beschreibung des MWK findet man in Ganske, Rosenha-
gen u. Schmidt (2006).
3. W i n d a 11 a s - B e r e c h n u n g
Für den Windatlas wurde zuerst eine Vielzahl von Feldern der Windgeschwindigkeit für
das Gebiet Westliche Ostsee auf einem Gitter mit einer Maschenweite von 1000 m berechnet.
Die so erhaltenen Windwerte werden als Randwerte der Windfelder am luvseitigen Rand der
höher aufgelösten Windfelder für die Teilgebiete Kiel, Mecklenburger Bucht, Warnemünde,
Rügen und Pommersche Bucht (Maschenweite 250 m) verwendet. Die Lage der Teilgebiete
ist in Abb. 1 dargestellt. Zusätzlich werden an den Rändern die Rauhigkeiten und Windwir
klängen des Gebiets Westliche Ostsee als Randwerte zur Berechnung der Rauhigkeiten im
genesteten Gebiet vorgegeben. Dabei ist im Allgemeinen für die relativ kleinen Modellge
biete die Windwirklänge bzw. der Fetch gleich dem in Gegenwindrichtung gemessenen Ab
stand eines Ostseepunkts von der Küste.
Die Teilgebiete wurden so festgelegt, dass sie einerseits zusammen die deutsche Ostsee
küste abdecken und dass andererseits die Untersuchungsgebiete der Projektpartner von den
Universitäten Kiel und Rostock darin voll enthalten sind und nicht am Rand eines Gebiets
liegen.