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Abstract/Zusammenfassung
Abstract
The model output statistics (MOS) method has been used successfully in meteorological forecasting
since the 1970s. Up to now, this method has never been used to predict water levels on marine coasts.
Model systems combining numerical atmospheric and water level models have been in operational use
since the 1980s and provide reliable water level forecasts. In operational applications, model predictions
are modified manually (man-machine mix) before making them available to users. Growing demands on
the quality of forecasts for shipping, especially forecasts for open tidal harbours, now require a definite
improvement in the accuracy of predictions for periods ranging from 1 to 24 hours. On the example of
the German tidal harbour of Cuxhaven, located on the mouth of the river Elbe downstream of Hamburg,
it is demonstrated how the quality of predictions can be improved by applying the MOS method.
This also opens up new possibilities for automated water level forecasting.
Zusammenfassung
Die Methode Modellausgabe-Statistik (MOS) hat sich in der meteorologischen Vorhersagepraxis seit
den 1970er Jahren bewährt. Für Zwecke der Vorhersage des Wasserstandes an Meeresküsten ist
dieses Verfahren bisher noch nicht angewandt worden. Modellsysteme aus numerischen Atmosphären-
und Wasserstandsmodellen werden seit den 1980er Jahren operationeil betrieben und liefern brauchbare
Wasserstandsvorhersagen. In der Praxis werden die Modellvorhersagen manuell modifiziert (Man-
Machine-Mix), bevor sie an Benutzer weitergegeben werden. Gestiegene Anforderungen an die
Vorhersagen für die Seeschifffahrt, besonders für offene Gezeitenhäfen, erforderten nun eine deutliche
Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit im Vorhersagezeitraum 1 bis 24 h. Am Beispiel des deutschen
Tidehafens Cuxhaven, in der Elbmündung stromab von Hamburg gelegen, wird gezeigt, wie durch
Anwendung der MOS-Methode bessere Vorhersagen ermöglicht werden. Damit ergeben sich nun auch
neue Möglichkeiten der Automatisierung von Wasserstandsvorhersagen.
Key words: water level forecasts, model output statistics, tidal river, North Sea
Acronyms:
BSH
Bundesamt fur Seeschifffahrt und Hydrographie
(Federal Maritime and Hydrographic Agency)
Europe model of DWD, gridpoint spacing 7 km, prediction period 3 days
Direct model output (skew surge of the 2Dv4 model)
Deutscher Wetterdienst
Global Forecast System
Global model of DWD, gridpoint spacing 40 km, prediction period 7 days
High water, low water
Man-machine mix
Model Output Statistics
Mean Square Error
Meteo Service Weather Research GmbH
Root Mean Square Error
Reduction of error variance
Current point in time
Two-dimensional wind surge model, version 4
COSMO-EU
DMO
DWD
GFS
GME
HW, NW
MMM
MOS
MSE
MSWR
RMSE
RV
T
2Dv4