Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rostocker Küsten-Forscher nutzen Ostsee als Labor vor der Haustür

13.05.2019

Leichte und mittlere Sturmfluten sind an der Ostseeküste Normalität. Den Schutz der Küste nimmt Christian Kaehler vom Lehrstuhl für Geotechnik und Küstenwasserbau an der Universität Rostock in den Fokus. Im Forschungsvorhaben „PADO“ untersucht er die Prozesse und Auswirkungen von Sturmfluten an der deutschen Ostseeküste.

Christian Kaehler und sein Forscherkollege Sebastian Fürst studierten beide an der Agrar- und Umweltwissenschaftlichen Fakultät der Universität Rostock und vertieften ihr Studium in Richtung Wasserbau/Küsteningenieurwesen. Der Leiter der Professur Geotechnik und Küstenwasser, Professor Fokke Saathoff erläutert:


Wellen am Strand von Warnemünde während „Zeetje“. Der Messpfahl für das Forschungsprojekt PADO ist vier Meter hoch. Die Höhe der Wellen zeigt sich im direkten Vergleich.

Copyright: Universität Rostock / Christian Kaehler

„Neben dem Schutz der Küsten beschäftigen mich und meine Mitarbeiter die Auswirkungen des Klimawandels zunehmend.“ Saathoff verweist auf das aktuelle Projekt „PADO“ (Prozesse und Auswirkungen von Sturmfluten an der deutschen Ostseeküste), das derzeit an seiner Professur bearbeitet wird. „PADO“ ist eins von zwölf Verbundprojekten mit dem Förderschwerpunkt „Küstenmeerforschung in Nord- und Ostsee", das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit einer Millionen Euro gefördert wird.

Die Ziele des Projektes sind es, neue relevante Erkenntnisse zur Dünendynamik zu generieren und die Bemessungsansätze für Dünen und kombinierte Küstenschutzsysteme mit Dünen und Deichen weiterzuentwickeln. Um die Prozesse bei Dünendurchbrüchen besser zu verstehen, bauten die Küsteningenieure eine 120 Meter lange und ein Meter hohe Versuchsdüne am Strand von Warnemünde.

„Mit der Ostsee haben wir unser Labor mit realen Bedingungen direkt vor der Haustür – das wollten wir nutzen“, erklärt Professor Fokke Saathoff. Die Düne wurde mit Sensoren bestückt und während einer Sturmflut durch Kameras und einem Laserscanner von einem im Wasser stehenden Messpfahl vermessen.

„Der Versuchsaufbau und die Vermessungen waren neu für uns und haben uns lange beschäftigt. Im Einsatzfall ist wenig Spielraum für Fehler“, fügt Christian Kaehler hinzu. Im November letzten Jahres kam es zum Hochwasser, die Düne wurde dadurch zerstört und konnte erfolgreich vermessen werden. Die gewonnenen Daten werden nun ausgewertet und sind Grundlage für weitere Fragestellungen, die durch weitere Projektpartner an der Agrar- und Umweltwissenschaftlichen Fakultät der Universität Rostock, der Rheinisch-Westfälisch Technischen Hochschule Aachen und dem Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung in Berlin bearbeitet werden.

Sturmfluten und die damit verbundenen Wasserstände lassen sich durch mathematisch-statistische Modelle klassifizieren und bewerten. Diese Modelle basieren auf jahrzehntelangen regelmäßigen Aufzeichnungen der Wasserstände an den Pegelstandorten und sind unter anderem Grundlage für die Dimensionierung und Bemessung von Küstenschutzanlagen. Sturmfluten werden dazu durch ihre Höhe (Scheitelwerte) und durch die Häufigkeit ihres Auftretens (Jährlichkeit) charakterisiert.

Der Scheitelwert eines zehnjährlichen Hochwassers wird im statistischen Mittel zehnmal in 100 Jahren erreicht oder überschritten. Die Natur folgt diesen mathematischen Modellen jedoch nur bedingt. Sturmfluten sind das Resultat zufälliger meteorologischer und hydrologischer Ereignisse und können bei den entsprechenden Voraussetzungen häufiger auftreten, als es die Modelle mit Angabe der Jährlichkeit vorhersagen.

„Auffallend ist, dass schwere Sturmfluten in den letzten 25 Jahren häufiger aufgetreten sind, als im Zeitraum davor“, stellt Christian Kaehler fest. Das könne möglicherweise schon eine Folge des Klimawandels sein. Durch den Klimawandel und den dadurch bedingten steigenden Meeresspiegel würden die Sturmfluten an unserer Küste in Zukunft wahrscheinlich öfter auftreten. Der Wasserspiegel steige schon jetzt im Schnitt um 1,4 Millimeter pro Jahr. Je nach Szenario könne sich dieser Wert in der Zukunft drastisch erhöhen.

Extreme Ereignisse, wie zum Beispiel Sturmfluten, träfen die Ostseeküste dann noch häufiger.
An der Küste treten Sturmfluten meist zusammen mit hohen Wellen auf. Diese Kombination hat eine größte Zerstörungskraft. Ein aktuelles Beispiel für die dabei wirkenden Kräfte ist die Seebrücke im Küstenort Prerow. Durch den Wellenschlag wurden etliche Holzbohlen und ein Teil des Geländers der Seebrücke zerstört.

Um die Wellenhöhe messen zu können, nutzen die Wissenschaftler der Universität Rostock eine spezielle Messboje im küstennahen Seegebiet von Warnemünde. Die Auslenkungen und die Bewegungen der Boje werden durch eine Reihe von Sensoren erfasst und kontinuierlich an eine Landstation übertragen. Von dort aus werden die Daten abgerufen und in verwertbare Messdaten wie z.B. Wellenhöhen, Wellenanlaufrichtungen und Wellenperioden übersetzt.

Während der Sturmflut Anfang dieses Jahres kam es zu Rutschungen an den Steilufern, zu Abbrüchen an den Landesküstenschutzdünen und zu großen Sandumlagerungen an den Stränden. Der durch die Sturmflut gelöste Sand wird durch die Strömungen im Wasser entlang der Küste nach Osten transportiert. Das Molenbauwerk an der Mündung der Warnow unterbricht diesen Transport. Die Folge ist der auffallend breite Strand in der Nähe der Warnemünder Mole.

Die Dünen an der Ostseeküste sind so dimensioniert, dass sie mehreren starken Sturmfluten standhalten, ohne ihre Schutzwirkung zu verlieren. Der sogenannte Verschleißteil wird von den zuständigen Behörden regelmäßig überprüft und erforderlichenfalls wiederhergestellt. Aktuell wird jedoch mehr Sand abgetragen als abgelagert. Küstenschutzmaßnahmen wie Sandaufspülungen werden vor diesem Hintergrund in Zukunft häufiger stattfinden müssen.

„Es ist die langfristige Aufgabe der Politik und der Forschung, die Folgen des Klimawandels nicht nur global, sondern auch lokal in den gesellschaftlichen Fokus zu rücken und interdisziplinär zu verknüpfen. Nur die gesamtgesellschaftliche Erarbeitung und Umsetzung von Anpassungsstrategien an den Klimawandel kann in Mecklenburg-Vorpommern langfristig den Schutz der Küstenregionen gewährleisten“, blickt Christian Kaehler voraus.

Text: Wolfgang Thiel

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Christian Kaehler
Universität Rostock
Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät
Geotechnik und Küstenwasserbau
Tel: +49 381 498-3687
E-Mail: christian.kaehler@uni-rostock.de

Wolfgang Thiel | Universität Rostock
Weitere Informationen:
http://www.uni-rostock.de

Weitere Berichte zu: Düne Dünen Geotechnik Ostsee Ostseeküste Sensoren Sturmflut Wasserstände klimawandel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Kohlenstoffbilanz im tropischen Regenwald des Amazonas
11.11.2019 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Absinkende Luftpakete mitverantwortlich für Hitzewellen
08.11.2019 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Eine Fernsteuerung für alles Kleine

Atome, Moleküle oder sogar lebende Zellen lassen sich mit Lichtstrahlen manipulieren. An der TU Wien entwickelte man eine Methode, die solche „optischen Pinzetten“ revolutionieren soll.

Sie erinnern ein bisschen an den „Traktorstrahl“ aus Star Trek: Spezielle Lichtstrahlen werden heute dafür verwendet, Moleküle oder kleine biologische Partikel...

Im Focus: Atome hüpfen nicht gerne Seil

Nanooptische Fallen sind ein vielversprechender Baustein für Quantentechnologien. Forscher aus Österreich und Deutschland haben nun ein wichtiges Hindernis für deren praktischen Einsatz aus dem Weg geräumt. Sie konnten zeigen, dass eine besondere Form von mechanischen Vibrationen gefangene Teilchen in kürzester Zeit aufheizt und aus der Falle stößt.

Mit der Kontrolle einzelner Atome können Quanteneigenschaften erforscht und für technologische Anwendungen nutzbar gemacht werden. Seit rund zehn Jahren...

Im Focus: Der direkte Weg zur Phosphorverbindung: Regensburger Chemiker entwickeln Katalysemethode

Wissenschaftler finden effizientere und umweltfreundlichere Methode, um Produkte ohne Zwischenstufen aus weißem Phosphor herzustellen.

Pflanzenschutzmittel, Dünger, Extraktions- oder Schmiermittel – Phosphorverbindungen sind aus vielen Mitteln für den Alltag und die Industrie nicht...

Im Focus: Atoms don't like jumping rope

Nanooptical traps are a promising building block for quantum technologies. Austrian and German scientists have now removed an important obstacle to their practical use. They were able to show that a special form of mechanical vibration heats trapped particles in a very short time and knocks them out of the trap.

By controlling individual atoms, quantum properties can be investigated and made usable for technological applications. For about ten years, physicists have...

Im Focus: Neu entwickeltes Glas ist biegsam

Eine internationale Forschungsgruppe mit Beteiligung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat ein Glasmaterial entwickelt, das sich bei Raumtemperatur bruchfrei verformen lässt. Das berichtet das Team aktuell in "Science". Das extrem harte und zugleich leichte Material verspricht ein großes Anwendungspotential – von Smartphone-Displays bis hin zum Maschinenbau.

Gläser sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Welt. Dabei handelt es sich im Alltag meist um sauerstoffhaltige Gläser, wie sie etwa für Fenster und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»

19.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Supereffiziente Flügel heben ab

19.11.2019 | Materialwissenschaften

Energiesysteme neu denken - Lastmanagement mit Blockheizkraftwerk

19.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics