Rechengang
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c) Aufbereitung 19-jähriger Pegelbeobachtungen
Die astronomischen Grundlagen der Gezeitentheorie sind hinreichend
beschrieben (Horn, 1948). Daraus ergibt sich u. a. die Forderung, jeweils Zeit
spannen von mindestens 19 Jahren gleichzeitig zu analysieren. Tab. 6 im
Anhang zeigt den Anfang (31.12.1990, 23:45 UTC) bzw. das Ende (31.12.2009,
18:15 UTC) des Zeitraumes mit Scheitelpunktbeobachtungen am Pegel Cuxha
ven, Transitzeiten des Mondes und Synthesen.
Die beobachteten Scheitelpunktzeiten und -höhen (Tab. 6, Spalten 5 und 7)
müssen zuerst den Mondtransits zugeordnet werden (Sp. 1 u. 2). Hierfür lässt
sich bei ruhigen Wetterlagen eine eindeutige Abbildung finden (Müller-Navarra,
2009). Bei starken Stürmen, wenn die Eintrittszeiten mehrere Stunden von den
HWZ bzw. NWZ abweichen, muss nachgebessert werden. Aber auch das kann
weitgehend automatisiert erfolgen. Der den Analysen zugrunde liegende
Datensatz des Pegels Cuxhaven reicht vom Hochwasser nach unterer Kulmina
tion (¡=14467, k=3) bis zum Niedrigwasser nach oberer Kulmination (¡=21172,
k=2).
Im Falle der Gangliniendarstellung werden für den gleichen Zeitraum jedem
Transit bei oberer Kulmination 96 nachfolgende Stützstellen zugeordnet (s.o.).
d) Filterung der Daten
Da der an den Küstenpegeln gemessene Wasserstand sehr windanfällig ist,
können gehäuft auftretende stürmische Jahre mit vielen Sturmfluten oder lang
anhaltenden erniedrigten Wasserständen die Vorausberechnungen „verder
ben“, insbesondere, was die langperiodischen Glieder angeht. Es hat sich eine
Filterung der 19-jährigen Zeitreihen bewährt, bei der alle Einzelfälle ausge
schlossen werden, die um mehr als die 3fache Standardabweichung vom Mit
telwert abweichen. Tab. 3 zeigt Mittelwerte und Standardabweichungen für die
Beobachtung, den gefilteren Datensatz und die Scheitelwertvorausberech
nung. Durch die Filterung fallen bei den Eintrittszeiten gerade einmal 0,1 % der
Daten fort, bei den Höhen sind es etwa 1,5% der Beobachtungen.
Im Falle der Bearbeitung für Ganglinien sind Mittelwerte und Standardabwei
chung (SD) graphisch dargestellt (Abb. 1). Hier liegen die Fallzahlen m im Mit
tel bei 6623 bzw. nach Filterung bei 6563 von 6689 möglichen. Auffällig ist,
dass ca. 2 h nach NWZ die größten Standardabweichungen auftreten. Genau
hier liegt das Hauptproblem der Ganglinienvorhersage in Tideflüssen. Je weiter
stromauf der Pegel gelegen ist, desto mehr verkürzen sich die Flutdauern und
desto rasanter vollzieht sich ist der Anstieg des Wasserstandes. Im Extremfall
kann es, manchmal auch nur zur Springzeit, zu borenartigen Erscheinungen
kommen, bei denen die Flutdauer gegen Null geht.