Öldetektion und Driftprognose

Bei der Erkennung maritimer Ölverschmutzungen kommt eine große Bandbreite an Fernerkundungssensoren zum Einsatz. Aufgrund der großen räumlichen Abdeckung, Licht- und Bewölkungsunabhängigkeit bilden meist Satelliten-Radare die Grundlage maritimer Ölerkennung. Radarsensoren detektieren Ölfilme über die durch das Öl herabgesetzte Oberflächenspannung - mit anderen Worten die im Vergleich zur Umgebung ungewöhnlich glatte Meeresoberfläche. Dies allein ist kein eindeutiges Indiz für Öl, so erzeugen beispielsweise manche Algenteppiche oder eine ruhige See ähnliche Signale. Durch Einsatz von Flugzeugen mit einer Kombination spezieller Sensoren (SLAR, IR/UV Scanner, MWR, LFS, IR-Kameras; siehe Marine Fernerkundung) können die Sichtungen verifiziert, sowie Art der Verschmutzung und Schichtdicke näher bestimmt werden. Über hydrodynamische Strömungsmodelle werden Drift und Ausbreitung der Ölverschmutzung berechnet, was gezieltere Bekämpfungs- und Vorsorgemaßnahmen auf See und an Land ermöglicht. Rückrechnungen lassen ferner Schlüsse auf Ursache bzw. Verursacher einer Verschmutzung zu.

         

Ölverschmutzung im Golf von Mexico sowie Entfernung zum Loop Current  (Quelle: ESA, CLS)
links: Envisat ASAR Aufnahme vom 2. Mai 2010; rechts: CLS Produkt einer Envisat ASAR Aufnahme vom 29. April 2010

In der deutschen Ölüberwachung genutzte Dienste und Produkte

Negative Auswirkungen auf die marinen Ökosyteme gehen neben medienpräsenten Unglücken, wie havarierten Öltankern oder lecken Ölplattformen, ebenso von der großen Menge "alltäglich" illegall ins Meer verklappten Öls aus. Eine kontinuierliche Überwachung auf Verunreinigungen ist somit unabdingbar. Die Überwachung und Schadstoffunfallbekämpfung auf See ist in Deutschland Sache des Bundes und der Küstenländer. Die Koordination obliegt dem Havariekommando (HK). Dieses bezieht auf Öl vorklassifizierte Satelliten-Aufnahmen über den CleanSeaNet-Dienst (CSN) der European Maritime Safety Agency (EMSA) sowie Multi-Sensor Informationen der zwei nationale Ölerkennungs-Flugzeuge. Für Drift- und Ausbreitungsrechnungen wird das Driftprognosemodell des BSH genutzt. Mittelfristig soll dieses auf das webbasierte offizielle HELCOM Öldriftvorhersagesystem SeaTrack Web umgestellt werden, welches von SMHI und DAMSA betrieben wird.

HINWEIS: Alle in der Ölüberwachung genutzten Dienste und Produkte sind ausschließlich den beteiligten Institutionen, sowie zu Forschungszwecken der BfG, zugänglich.

Vom BSH-Modell berechnete Ölverteilungen nach der Havarie der "Duncan Island" mit Ölaustritt vor den Ostfriesischen Inseln, November 2007:
(schwarz: Öl an der Wasseroberfläche, blau: dispergiertes Öl, rot: am Meeresboden oder der Küste abgelagertes Öl)


Ölverteilung nach 1h
Ölverteilung nach 1h (Quelle: BSH)
Ölverteilung nach 11h
Ölverteilung nach 11h (Quelle: BSH)
Ölverteilung nach 15h
Ölverteilung nach 15h (Quelle: BSH)
Ölverteilung nach 27h
Ölverteilung nach 27h (Quelle: BSH)

Komponenten des BSH-Modellsystems (grün) mit Erweiterung durch Geoinformationen (blau)
Komponenten des BSH-Modellsystems (grün) mit Erweiterung durch Geoinformationen (blau)

Weiterentwicklung des deutschen Systems in DeMU

Ölüberwachung und -bekämpfung sollen durch Kopplung von Fernerkundungsbeobachtungen (Satellit und Flugzeug) und Driftmodell über eine automatisierte Schnittstelle verbessert werden.

Zum Starten des Modells werden u.a. spezifische Informationen zu einem Fleck (Lage, Datum, Uhrzeit, Öltyp, Ölmenge, Ölalter) benötigt. Der Fleck wird durch eine Teilchenwolke aus 1000 Partikeln dargestellt, wobei die Drift in 15-Minuten-Schritten unter Berücksichtigung aller wichtigen Ölalterungsprozesse simuliert wird. Die Input-Datei soll nun aus Basis-Informationen der EMSA-Datei (Position, Datum, Uhrzeit, Fleckenschwerpunkt) und automatisch aus der Aufnahme generierten Informationen (Fläche und Verteilung) erzeugt und automatisiert an das Modell übergeben werden. Für Öltyp, -alter und -menge werden weiterhin Annahmen getroffen.

Durch das automatisch erzeugte Input-File wird die Übergabe der Information erleichtert und beschleunigt. Ferner werden bislang ungenutzte Informationen über die Verteilung des Öls über die Fläche (= Fleckenform) in die Driftrechnung miteinbezogen. 

--> weitere Infos zur Öldriftvorhersage in DeMarine-Umwelt

Dienste u. Produkte der Ölüberwachung in Nord- und Ostsee

Anbieter  Dienst Beschreibung Parameter Abdeckung räuml. Aufl.  Vertriebsweg
KSAT über/für EMSACleanSeaNet vorausgewertete Daten von ENVISAT-ASAR, RADARSAT-1, RADARSAT-2Position möglicher Verschmutzung, Datum, Uhrzeit, Ausmaß (Länge, Breite, Fläche), potentieller Verursacher, Vertrauensbereicheuropäische Meeresgebiete 150m bzw. 50mE-Mail, ~30min. nach Überflug
MFG3 für HK/BMVBSÖlüberwachungsflugzeuge SLAR, IR, UV, MWR u. LFS DatenKlassifizierung des Öltyps, abgeleitete Schichtdickedeutsche Meeresgebietesiehe Link 
BSHÖldriftprognosenAusbreitungs-, Driftberechnungen für Öl und wasserlösliche Chemikalien; RückrechnungenNordsee & Ostsee Telefon, Fax
SMHI für HELCOMSeatrack WebAusbreitungs-, Driftberechnungen für Öl und wasserlösliche Chemikalien; RückrechnungenOstsee, östliche Nordsee Webservice