Download (PDF) - Helmholtz-Zentrum Geesthacht
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Entwicklung von Vorhersageprodukten zur<br />
Unterstützung der Offshore-Industrie und<br />
anderer Nutzer<br />
DeMarine-2 „Seegangsmonitor“<br />
Dr. Frank Janssen 1 , Dr. Thomas Bruns 2 , Dr. Jens Kieser 2 , Dr. Susanne Lehner 3 , Dr. Arno Behrens 4<br />
1<br />
Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, 2 Deutscher Wetterdienst, 3 Deutsches <strong>Zentrum</strong> für Luft- und Raumfahrt<br />
4<br />
<strong>Helmholtz</strong>-<strong>Zentrum</strong>-<strong>Geesthacht</strong>
Gliederung<br />
‣ Motivation<br />
‣ Das Projekt DeMarine-2 im Überblick<br />
‣ Der DeMarine-2 „Seegangsmonitor“<br />
‣ Modellsystem<br />
‣ Validation<br />
‣ Produktentwicklung<br />
‣ Zusammenfassung und Ausblick<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 2
Motivation<br />
Hoher Bedarf an „MetOcean“-Daten:<br />
‣ Planungs-/Genehmigungsphase<br />
‣ Bauphase<br />
‣ Betrieb<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 3
DeMarine-2 im Überblick<br />
TP1<br />
Koordination, Nutzerbüro<br />
TP2<br />
4D-<br />
Zustandsgrößen<br />
TP3<br />
Seegangsmonitor<br />
TP4<br />
SAMOWatt<br />
(Wattenmeermonitoring)<br />
TP5<br />
EISTAK<br />
(taktische<br />
Eisdienste)<br />
www.demarine.de<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 4
Das Projekt „Seegangsmonitor“<br />
Ziel<br />
ist der prä-operationelle Betrieb<br />
eines gekoppelten Seegangs- und<br />
Strömungsmodells in Verbindung<br />
mit einer kontinuierlichen Validation<br />
auf der Basis von In-Situund<br />
Fernerkundungsdaten.<br />
Produkte<br />
Vorhersagen von Seegang,<br />
Wasserstand, Strömung und<br />
Wetter in Form von Karten und<br />
Zeitreihen an ausgewählten<br />
Positionen, oder entlang<br />
von Offshore-Versorgungsrouten<br />
mit entsprechender Validation.<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 5
In Entwicklung befindliches<br />
prä-operationelles Modellsystem von BSH & DWD<br />
‣ Kopplung von<br />
Strömungsmodell HBM und<br />
Meteorological Models<br />
GME + COSMO-EU (7km) +<br />
COSMO-DE (2,8 km)<br />
Seegangsmodell WAM<br />
‣ Auflösung 900m<br />
wind, air pressure, air temperature,<br />
cloud coverage, specific humidity<br />
‣ 2 Vorhersagen pro Tag<br />
‣ Vorhersagelänge > 48h<br />
‣ „online“-Validation<br />
‣ Produkte für<br />
‣ Wetter<br />
‣ Seegang<br />
‣ Strömung+Wasserstand+Eis<br />
Circulation + Wave Model<br />
(HBM + kWAM )<br />
for German Bight and Western<br />
Baltic Sea<br />
( 3dim., 900 m)<br />
Model data archive:<br />
waveheight, -period, -direction,<br />
currents, water level, sea ice<br />
met. data<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 6
Räumliche Modellauflösung<br />
Modellgebiet:<br />
53.2292°N – 56.4458°N<br />
6.1736°O – 14.9097°O<br />
EWAM (Europäisches Wellenmodell)<br />
grobe Auflösung: ca. 5 km<br />
Gitterpunktabstand:<br />
geogr. Länge 0.1°, Breite 0.05°<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 7
Räumliche Modellauflösung<br />
Modellgebiet:<br />
53.2292°N – 56.4458°N<br />
6.1736°O – 14.9097°O<br />
EWAM (Europäisches Wellenmodell)<br />
grobe Auflösung: ca. 5 km<br />
Gitterpunktabstand:<br />
geogr. Länge 0.1°, Breite 0.05°<br />
KWAM (Küsten-Wellenmodell)<br />
feine Auflösung: ca. 900 m<br />
Gitterpunktabstand:<br />
geogr. Länge 0.01388°, Breite<br />
0.00833<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 8
Räumliche Modellauflösung<br />
Modellgebiet:<br />
53.2292°N – 56.4458°N<br />
6.1736°O – 14.9097°O<br />
EWAM (Europäisches Wellenmodell)<br />
grobe Auflösung: ca. 5 km<br />
Gitterpunktabstand:<br />
geogr. Länge 0.1°, Breite 0.05°<br />
KWAM (Küsten-Wellenmodell)<br />
feine Auflösung: ca. 900 m<br />
Gitterpunktabstand:<br />
geogr. Länge 0.01388°, Breite<br />
0.00833<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 9
Auswirkungen von Strömung und veränderlichem<br />
Wasserstand auf den Seegang in KWAM<br />
mit Strömung und<br />
veränderlichem Wasserstand<br />
ohne Strömung und<br />
konstantem Wasserstand<br />
Differenz der signifikanten Wellenhöhe<br />
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Validation: Windfeld aus SAR-Daten<br />
Alpha Ventus: Offshore Wind park in the North Sea<br />
North Sea<br />
German<br />
Bight<br />
Comparison with in-situ<br />
measurements<br />
at FiNO-1 platform<br />
FiNO-1<br />
research<br />
platform<br />
90 m<br />
comparison<br />
Wind speed<br />
U 10<br />
(m/s)<br />
time<br />
(UTC)<br />
distance<br />
(km)<br />
In situ / DWD 11.2 / 10.5 18:00 0.9<br />
In situ /<br />
XMOD<br />
10.5 / 10.3 17:18 0.1<br />
Wind estimation from TerraSAR-X Stripmap image for Alpha Ventus Offshore Wind Park in the North Sea. Comparison to in-situ measurements<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 11
Produktbeispiel: Streckenwetterberechnung<br />
Beispiel einer Streckenwetterberechnung<br />
für die Schiffsroutenberatung beim DWD<br />
Strecke Emden – Brunsbüttel<br />
(Berechnung mit EWAM [„Europäisches<br />
Wellenmodell“])<br />
sign. Wellenhöhe<br />
Höhe der Dünung<br />
Schiffsgeschwindigkeit + Kurs<br />
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Produktbeispiel: Strömungsvorhersage<br />
Beispiel einer Strömungsberechnung<br />
für einen<br />
Unterwassereinsatz beim BSH<br />
Station: FINO1<br />
(Berechnung mit<br />
BSHcmodV4, ungekoppelt)<br />
ca. 2h<br />
ca. 5h<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 13
Zusammenfassung und Ausblick<br />
‣ Im Projekt „Seegangsmonitor“ werden hochauflösende<br />
„MetOcean“-Produkte mit Qualitätseinschätzung für deutsche<br />
Küstengewässer entwickelt<br />
‣ Die Bedürfnisse der Nutzer sind von entscheidender Bedeutung!<br />
‣ Kontakt:<br />
• http://www.demarine.de → Nutzerbüro<br />
DeMarine-2 Nutzerworkshop: 16.5. bis 17.5.2013 in Hamburg<br />
Marine Copernicus-Produkte – Zugang, Anwendung und Weiterentwicklung<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 15
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!<br />
Poster N13 Ariane Ament:<br />
Das DeMarine-Nutzerbüro – Ansprechpartner für Nutzer<br />
mariner Copernicus/GMES-Dienste in Deutschland<br />
Poster N4 Susanne Lehner:<br />
Sichere Meere durch Erdbeobachtung: Meteo-marine<br />
Information aus hochaufgelösten SAR (Synthetik Apertur<br />
Radar) Satellitendaten zur Validation der Seegangs- und<br />
Strömungsvorhersagen<br />
frank.janssen@bsh.de | Seegangsmonitor 16
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