Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bessere Vorhersage von Oberflächenströmungen

28.04.2015

Im Journal of Atmospheric and Oceanic Technology stellen Wissenschaftler des Instituts für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht ein neues Verfahren zur Datenanalyse vor, das es ermöglicht, Oberflächenströmungen in der Deutschen Bucht genauer abzuschätzen. Die Arbeit ist in Kooperation mit dem Institut für Ozeanographie der Universität Hamburg entstanden und kann in der Praxis vor allem die Planung von Maßnahmen im Fall von Katastrophen verbessern.

Bisher wurden Oberflächenströmungen im Wesentlichen mit mathematischen Modellen analysiert. Aufgrund der unzureichenden Datenlage konnte nur in wenigen Fällen überprüft werden, inwieweit die Modelle korrekte Ergebnisse liefern.


Radarstation auf Sylt

Die Situation hat sich geändert, seitdem das Institut für Küstenforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht in der Deutschen Bucht drei sogenannte Hochfrequenzradargeräte als Teil des COSYNA-Messsystems auf Wangerooge und Sylt sowie in Büsum installiert hat.

Radarsystem mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung

Das in COSYNA eingesetzte Radarsystem besteht aus drei Antennenstationen auf den Inseln Wangerooge und Sylt sowie auf dem Festland in Büsum. „Das Radar sendet mit einer Frequenz von ca. 12 MHz und macht sich den Dopplereffekt zunutze, um aus den zurückgestreuten Signalen Informationen über die Strömungsrichtungen und –geschwindigkeiten zu gewinnen. Die Geräte liefern Informationen über die Oberflächenströmung mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung“ erklärt Dr. Jörg Seemann aus der Abteilung Radarhydrographie des Helmholtz-Zentrums Geesthacht.

Die einzelnen Antennenstationen haben eine Reichweite von ca. 100 km und decken so weite Teile der Deutschen Bucht ab.

Die im Journal of Atmospheric and Oceanic Technology vorgestellte neue Methode kombiniert die Analysen der numerischen Modelle mit den Daten aus den Beobachtungen der Hochfrequenzradargeräte und ermöglicht so eine verbesserte Vorhersage insbesondere von kurzfristigen Entwicklungen im Strömungsgeschehen in der Deutschen Bucht innerhalb der nächsten 12 Stunden.

„Die Strömungen in der Deutschen Bucht sind sowohl durch die Gezeiten als auch durch den Wind angetrieben. Die Vorhersage ist durch die komplizierte Küstenform und die Struktur des Meeresbodens anspruchsvoll“, sagt Johannes Schulz-Stellenfleth aus der Abteilung „Auswertung und Datenassimilation“ von Prof. Emil Stanev.

Leben retten durch genauere Strömungsabschätzung

In der Praxis sind solche Informationen im Fall von Ölunfällen oder zur Rettung Schiffsbrüchiger unerlässlich. Je genauer sich das Strömungsgeschehen abschätzen lässt, desto gezielter können Rettungsteams auf einen Unfall reagieren und negative Auswirkungen mindern.

"Bei der Positionsbestimmung von driftenden Objekten auf der Meeresoberfläche können schon relativ kleine Fehler in den Strömungsschätzungen zu erheblichen Ortsabweichungen führen. Für viele praktische Anwendungen müssen diese Fehler minimiert werden“, sagt Emil Stanev.

So zum Beispiel bei im Wasser treibenden Personen, die nach Unfällen auf Schiffen oder Offshore-Plattformen im Rahmen von "Search and Rescue" (SAR) Operationen geborgen werden müssen. Die im Artikel vorgestellte Methode ist inzwischen in das zu COSYNA gehörende Vorhersagesystem integriert und die entsprechenden Strömungsfelder sind auf der COSYNA Webseite frei verfügbar.

Der Artikel ist erschienen in der Februar-Ausgabe des Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol. 32, No. 2, Seiten 256-281.

Hintergrund

Das Beobachtungs- und Analysesystem COSYNA (Coastal Observing System for Northern and Arctic Seas) wird am Institut für Küstenforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht gemeinsam mit zahlreichen Partner-Institutionen entwickelt und koordiniert. Der gemeinsame Betrieb und die Forschung mit Hilfe der Messgeräte und Plattformen schaffen die wissenschaftliche Basis, um Veränderungen an den Küsten einzuschätzen und die Grundlagen für ein nachhaltiges Küstenmanagement zu legen.

Ziel von COSYNA ist die Entwicklung eines integrierten Beobachtungs- und Modellierungssystems, das geeignet ist, den Umweltzustand der Küstengewässer von Nordsee und Arktis ständig zu beobachten und zu beschreiben. COSYNA stellt Daten und Datenprodukte zur Verfügung, die Behörden, der Wirtschaft und der Öffentlichkeit dabei helfen sollen, Routineaufgaben zu planen und zu bearbeiten, auf Notfälle zu reagieren und Trends zu bewerten. Wissenschaftliche Produkte und Infrastruktur werden in COSYNA entwickelt, um unser Wissen über die “globale Küste” und ihre regionalen Ausprägungen zu erweitern.

Weitere Informationen:

http://www.hzg.de/institutes_platforms/coastal_research/news/058833/index.php.de

Dr. Torsten Fischer | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Satelliten erfassen Photosynthese mit hoher Auflösung
13.10.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

nachricht Erforschung des grönländischen 79°-Nord-Gletschers
12.10.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mikroben hinterlassen "Fingerabdrücke" auf Mars-Gestein

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vorhersagen bestätigt: Schwere Elemente bei Neutronensternverschmelzungen nachgewiesen

17.10.2017 | Physik Astronomie

Kaiserschnitt-Risiko ist vererbbar

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie