Rudolph, Elisabeth

Schulte-Rentrop, Annette

Winkel, Norbert

German

Hydraulic Engineering Repository

Conference Poster, Published VersionWinkel, Norbert; Rudolph, Elisabeth; Schulte-Rentrop, AnnetteSensitivitätsstudie zum Seegang in der Elbe bei derSturmflut am 3. Januar 1976Verfügbar unter/Available at: https://hdl.handle.net/20.500.11970/105999Vorgeschlagene Zitierweise/Suggested citation:Winkel, Norbert; Rudolph, Elisabeth; Schulte-Rentrop, Annette (2011): Sensitivitätsstudiezum Seegang in der Elbe bei der Sturmflut am 3. Januar 1976. Poster präsentiert bei:KLIWAS, 2. Statuskonferenz, 25. und 26. Oktober 2011 BMVBS, Berlin.Standardnutzungsbedingungen/Terms of Use:Die Dokumente in HENRY stehen unter der Creative Commons Lizenz CC BY 4.0, sofern keine abweichendenNutzungsbedingungen getroffen wurden. Damit ist sowohl die kommerzielle Nutzung als auch das Teilen, dieWeiterbearbeitung und Speicherung erlaubt. Das Verwenden und das Bearbeiten stehen unter der Bedingung derNamensnennung. 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In some cases a different, more restrictive license may apply; if applicable the terms ofthe restrictive license will be binding.RessortforschungsprogrammDeutscher Wetterdienst (DWD)Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG)Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)Norbert Winkel, Elisabeth Rudolph, Annette Schulte-Rentrop0 12.50 km6.25                                       Km 670  Km 680  Km 690  Km 700  Km 710  Km 720  Km 730  Km 740  Km 750 Topographie (Watt) mNN  -3.     3.     0   mSeegang   0      3.     0.8    1.6 0 12.50 km6.25                                       Km 670  Km 680  Km 690  Km 700  Km 710  Km 720  Km 730  Km 740  Km 750 Topographie (Watt) mNN  -3.     3.     0   mSeegang -0.55   0.55    0   0 12.50 km6.25                                       Km 670  Km 680  Km 690  Km 700  Km 710  Km 720  Km 730  Km 740  Km 750 Topographie (Watt) mNN  -3.     3.     0   mSeegang -0.55   0.55    0   0 5.00 km2.50                 Km 630N  Km 635  Km 640  Km 645  Km 650  Km 655  Km 660  Km 665 Topographie (Watt) mNN  -3.     3.     0   mSeegang -0.55   0.55    0   Zeitraum:03.01.1976-13:00 bis 03.01.1976-21:000 5.00 km2.50                 Km 630N  Km 635  Km 640  Km 645  Km 650  Km 655  Km 660  Km 665 Topographie (Watt) mNN  -3.     3.     0   mSeegang   0      3.     0.8    1.6 Zeitraum:03.01.1976-13:00 bis 03.01.1976-21:000 5.00 km2.50                 Km 630N  Km 635  Km 640  Km 645  Km 650  Km 655  Km 660  Km 665 Topographie (Watt) mNN  -3.     3.     0   mSeegang -0.55   0.55    0   Zeitraum:03.01.1976-13:00 bis 03.01.1976-21:001. MotivationVor dem Hintergrund des möglichen Klimawandels in diesem Jahrhundert und darüber hinaus ist das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) daran interessiert, mögliche Folgen des Klimawandels für Schifffahrt und Wasserstraßen zu untersuchen. Zur Entwicklung geeigneter Anpassungsstrategien an den Klimawandel ist es nötig, sowohl die heutige Situation zu verstehen, als auch mögliche zukünftige Gegebenheiten zu analysieren.Beispielhaft werden die Ergebnisse einer Sensitivitätsstudie zum Seegang in der Tideelbe bei der Sturmflut am 3.1.1976 vorgestellt. Diese Studie wird im Rahmen des Ressort-forschungsprogramms KLIWAS durchgeführt.2. Sturmflut 3. Januar 1976Am 2.1.1976 wehte über der Deutschen Bucht Nordwestwind mit 8 m/s (Windstärke 4, mäßige Brise), der im Laufe des Nachmittags auf 15 m/s (Windstärke 7, steifer Wind) zunahm und auf Süd drehte. In den Morgenstunden des 3.1.1976 herrschte über der Deutschen Bucht stürmischer Wind aus südlichen Richtungen mit Geschwindigkeiten von 18 m/s (Windstärke 8). Er drehte bis zum Mittag auf westliche Richtungen und erreichte Windgeschwindigkeiten von bis zu 30 m/s (Windstärke 11, orkanartiger Sturm). Erst im Laufe der Nacht zum 4.1.1976 nahm der Wind wieder auf 15 m/s (Windstärke 7) ab. Diese meteorologische Situation bedingte im Bereich der Deutschen Bucht und des Elbegebietes eine sehr schwere Sturmflut, bei der die höchsten je gemessenen Wasserstände im Unterelbegebiet erreicht wurden.  3.  SeegangsmodellDer Seegang, der sich unter diesen Sturmflutverhältnissen im Elbästuar entwickelt, wird mit dem k-Modell (C. Schneggen-burger, 1998) berechnet. Die Berechnung erfolgt dabei auf der Grundlage der mit dem hydrodynamisch-numerischen Modell des Elbästuares berechneten Wasserstände und Strömungen. 4. SensitivitätsstudieAls Folgen eines möglichen Klimawandels wird der Anstieg des Meeresspiegels sowie eine Zunahme der Windgeschwindigkeit bei Sturmereignissen erwartet. Damit werden sich die Beding-ungen für die Entwicklung und Ausbreitung von Seegang verändern, denn Wassertiefe und Windwirklänge in Abhängig-keit von der Windgeschwindigkeit und –richtung bestimmen den Seegang im Küstenvorfeld. Um diesen Einfluss auf den Seegang zu ermitteln, werden 2 Szenarien auf der Grundlage der Sturmflutverhältnisse von 1976 untersucht. Im 1. Szenario wird die Windgeschwindigkeit um 10 % erhöht. Diese  Erhöhung wird sowohl bei der Seegangssimulation als auch bei der Berechnung der für diese Simulation benötigten Randwerte von Wasserstand und Strömung berücksichtigt. Im 2. Szenario werden die Auswirkungen eines Meeresspiegel-anstiegs von +80 cm nach dem selben Konzept untersucht.5. ErgebnisAus der Simulation der Sturmflutverhältnisse 1976 ist die maximale signifikante Wellenhöhe für die Elbmündung (links) und die Unterelbe (rechts)  in der oberen Bildreihe dargestellt.Bezogen auf diese Verhältnisse ist die durch die Erhöhung der Windgeschwindigkeit bedingte Änderung der Wellenhöhe in der mittleren Bildreihe und darunter die Änderung durch einen Meeresspiegelanstieg zu sehen.Die höchsten Wellenhöhen treten im Bereich der Elbmündung um Hochwasser auf. In der Unterelbe treten sie durch den Einfluss der Strömungsrefraktion erst bei entwickeltem Ebbstrom auf. In diesem Abschnitt der Elbe hat der Wind einen stärkeren Einfluss auf den Seegang als die Lage des Meeres-spiegels. Im flacheren Küstenvorfeld des Elbmündungsgebietes ist die Wirkung eines  Meeresspiegelanstiegs von 80 cm auf den Seegang stärker als die Erhöhung der Wind-geschwindigkeit um 10 %. Bei Überlagerung dieser Effekte können die Wirkungen in erster Nährung addiert werden.   KLIWAS – Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt in Deutschland – 2. Statuskonferenz - Oktober 2011 - BerlinSensitivitätsstudie zum Seegang in der Elbe bei der Sturmflut am 3. Januar 1976 KLIWAS-Projekt 2.4Betroffenheiten der Wasserstraßen und Häfen an der Deutschen Küste sowie für den Küstenschutz bei Extremereignissenwww.kliwas.deAuthoren:Norbert Winkelnorbert.winkel@baw.deElisabeth Rudolphelisabeth.rudolph@baw.deAnnette Schulte-Rentropannette.schulte-rentrop@baw.deBundesanstalt für WasserbauDienststelle Hamburg Wasserbau im KüstenbereichK3 – Ästuarsystem IIWedeler Landstraße 15722559 HamburgTel.: +49 (0) 40/81908-0Fax: +49 (0)40/81908-373Email: mail@baw.dewww.baw.deSeptember 2011Sturmflutverhältnisse 1976Windgeschwindigkeit  +10 %Meeresspiegelanstieg +80 cmMaximale signifikante WellenhöheMaximale signifikante Wellenhöhe∆ Maximale signifikante Wellenhöhe∆ Maximale signifikante Wellenhöhe∆ Maximale signifikante Wellenhöhe∆ Maximale signifikante WellenhöheHN - Modell: UnK (siehe BAWiki)Wind: MKW des DWDTopographie: 2003Literatur:SCHNEGGENBURGER, C. 1998:Spectral Wave Modelling with Nonlinear Dissipation. Dissertation. GKSS 98/E42,Helmholtz-Zentrum-Geesthacht

Sensitivitätsstudie zum Seegang in der Elbe bei der Sturmflut am 3. Januar 1976

http://henry.baw.de/bitstream/20.500.11970/105999/1/14016_KLIWASStatus2011-WinkeletalElbeSeegangPoster.pdf

Sensitivitätsstudie zum Seegang in der Elbe bei der Sturmflut am 3. Januar 1976

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