Numerische Sensitivitätsstudie zur Physik von Sturmfluten in der Deutschen Bucht, Nordsee

Ziel der Untersuchung ist die Analyse des Einflusses unterschiedlicher physikalischer Prozesse auf hohe Wasserstände im Bereich der Elbmündung/Cuxhaven. Es soll geklärt werden, ob generell übertragbare Muster für die relative zeitliche Verschiebung einzelner Prozesse abgeleitet werden können, und ob durch ungünstige Überlagerung der einzelnen Prozesse die Höhe des maximal beobachteten Scheitelwasserstandes auch überschritten werden kann.

Überlagerungen von Tide, Meeresspiegelanstieg, Fluthochwasser und Fernwellen auf Wasserstände am Beispiel Cuxhaven

Hochwasser in Cuxhaven bei Sturmwind über der Nordsee © G. Bruss, FTZ.

Projektlaufzeit: 2009-2010

Gegenwärtig wird für die Bestimmung des Bemessungshochwassers in Hamburg der höchstgemessene Windstau im Einzelwertverfahren zum höchsten Springhochwasser hinzu addiert. In dieser Studie wird die physikalische Konsistenz dieser mathematischen Überlagerung im Hinblick auf nichtlineare Interaktionen untersucht. Auch die Überlagerung einer aus dem Atlantik in die Nordsee einlaufenden langen Welle (Fernwelle) mit anderen Prozessen ist bisher nicht modelltechnisch untersucht worden.

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Überlagerungen der Wasserstandserhöhung verursacht durch Tide, Meeresspiegelanstieg, Sturmwind über der Nordsee und Fernwelle am Beispiel Cuxhaven. © G. Bruss, FTZ.

Mit Hilfe eines die gesamte Nordsee und Teile des Nordostatlantiks abdeckenden Strömungsmodells (Delft-3D) werden eine Reihe von Simulationen und Sensitivitätsanalysen durchgeführt. Grundidee und Ziel ist die Isolierung einzelner, für den Wasserstand relevanter Prozesse und die anschließende modelltechnische Überlagerung in unterschiedlichen Konstellationen. Astronomische Tide und Fernwelle werden in Ihrer Wirkung auf Wasserstand und Windstau analysiert. Der Einfluss eines klimabedingt erhöhten Meeresspiegels auf sehr schwere Sturmfluten wird ebenfalls untersucht.

Forschungsabteilung:

Koordination:

  • Prof. Dr. R. Mayerle
  • G. Gönnert

Mitarbeiterinnen & Mitarbeiter:

  • G. Bruss
  • R. Osinski

Partner:

  • Landesbetrieb Straßen, Brücken und Gewässer (LSBG) - Stadt Hamburg