Einsatz von Fernerkundung zur Verbesserung von Vorhersagen 

Die Vorhersage hydrodynamischer und biogeochemischer Größen erfolgt durch den Einsatz mathematischer Modelle. Operationelle Modellsysteme liefern Analysen und Vorhersagen von Wasserständen, Strömungen, Salzgehalt, Temperatur, sowie Ausbreitung von Stoffen.

Die Modelle besitzen eine hohe Komplexität in der Beschreibung der physikalischen Prozesse und auch der numerische Apparat ist weit entwickelt. Zur Überprüfung der Vorhersage- und Analysegenauigkeit werden, aufgrund ihrer flächendeckenden Verfügbarkeit, häufig Satellitendaten herangezogen. Bereits ein einfacher Sichtvergleich liefert oft wichtige Aufschlüsse zum aktuellen hydrodynamischen Geschehen. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit ist die direkte Verknüpfung von Beobachtungen mit Modellsimulationen. Durch Assimilation von Messdaten, vorwiegend satellitenbasiert, in ein Modell soll dabei sowohl der Fehler der Modellanalysen als auch der Vorhersagen reduziert werden. Ferner werden Satellitendaten als Eingangsparameter für und zur kontinuierlichen Überprüfung/Korrektur von Drift- und Ausbreitungsrechnungen verwendet (siehe beispielsweise Ölverschmutzungen oder Algenteppiche).

--> Infos zu Datenassimilation in DeMarine-Umwelt

Temperatur (links) und Salzgehalt (rechts), Schicht (0-8m)
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Temperatur (links) und Salzgehalt (rechts), Schicht (0-8m) (Quelle: BSH)

 

Operationelle Vorhersagen des BSH Zirkulationsmodells

  • Strömungen
  • Wasserstand
  • Temperatur
  • Salzgehalt
  • Eisbedeckung
  • Ausbreitung von Stoffen

 

 

 

Verbesserung der SST-Vorhersage des BSH-Modells durch Datenassimilation: Verringerung von BIAS (oben) und RMS (unten)
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Verbesserung der SST-Vorhersage des BSH-Modells durch Datenassimilation: Verringerung von BIAS (oben) und RMS (unten) (Quelle: AWI, BSH)

 

Test-Ergebnisse Vorhersagen des BSH Zirkulationsmodells mit Assimilation von SST-Daten (Sensor AVHRR)

Im Rahmen des Projekts DeMarine-Umwelt wird z. Zt. ein Schema zur Assimilation satellitengestützter Wasseroberflächentemperaturen (SST) in das BSH Zirkulationsmodell implementiert (siehe TP5); an dieser Stelle werden erste Testergebnisse des Verfahrens präsentiert.

  • Oberflächentemperatur (SST)
  • Temperatur
  • Salzgehalt
Seite Parameter Region Modell
BSH Gezeiten, Wasserstand, Sturmflut, Strömungen, Drift u. Ausbreitung von Stoffen, Wassertemperatur, Salzgehalt, EisbedeckungNord- und OstseeBSH-Modelle
NOOS Wasserstand, Strömung und TransporteNordseeBSHcmod, DMIcmod, NWSmodel, u.a.
BOOS Wasserstand, Strömung und TransporteOstseeBSHcmod, DMIcmod, HIROMB, u.a.
SeaTrack Web ÖldriftOstseeSeaTrack Web
MyOcean Wasserstand, Strömungen, Wassertemperatur, Salzgehalt, Eisbedeckungalle europäischen MeeresgebieteNordwestschelf: NEMO
Ostsee: HIROMB-BOOS