Department Maritime Systeme - Interdisziplinäre Fakultät ...

Forschungsplan Maritime Systeme 7
Küstengebieten gibt es eine Vielzahl von offenen Fragen. Neue theoretische Grundlagen,
Messtechniken und hydraulische sowie numerische Modelle sollen eine realistischere Prognose der
Auswirkungen und Konsequenzen dieser Veränderungen ermöglichen.
Untersuchungsbedarf besteht hinsichtlich der zu erwartenden Veränderungen der Wasserstände
insbesondere auf lokaler und regionaler Ebene, wie beispielsweise im Ostseeraum, sowie hinsichtlich
der zu erwartenden Veränderungen des Seegangsklimas (räumliche und zeitliche Variabilität des
richtungsabhängigen Seegangs) für Küstenzonen weltweit. Neben der Entwicklung von physikalisch
konsistenten theoretischen Modellen zur Beschreibung der hydrodynamischen Einflussfaktoren im
Flachwasser und der Wechselwirkungen zwischen den Strömungen, den Sedimenten sowie den
geologischen und biologischen Bedingungen wird auch die Weiterentwicklung numerischer Modelle für
küstenwasserbauliche Fragestellungen erforderlich. Hierzu müssen Methoden entwickelt werden, mit
deren Hilfe auf der Grundlage von Klimaänderungsszenarien die treibenden Seegangskräfte und
Strömungen sowie die zugehörigen Wasserstände kleinräumig abgeschätzt werden können. Für die
Bestimmung der langfristigen Veränderungen, der örtlichen Wasserstände und des örtlichen
Seegangsklimas sind neben Untersuchungen mit numerischen Modellen umfassende, homogene
Zeitreihen aus Messungen in der Natur erforderlich. Nur hierdurch können kurz- und mittelfristige
Variationen der mittleren Verhältnisse von den aus den klimatischen Veränderungen resultierenden,
langfristig stattfindenden, schleichenden Veränderungen getrennt werden.
Die Bearbeitung der genannten Fragestellungen bildet eine der Grundlagen für die Entwicklung
nachhaltiger Anpassungsstrategien für einen effektiven Küsten- und Hochwasserschutz und die
zukünftige Planung von technischen Küsten- und Hochwasserschutzanlagen. Hier stellt sich
insbesondere die Frage, ob die aktuell verwendeten Konzepte und Bauwerke wie beispielsweise eine
Kombination aus Strandersatz, Buhnen, Hochwasserschutzdünen und Deichen auch zukünftig ein
sicheres Leben und Wirtschaften im Küstenraum ermöglichen.
Unabdingbare methodische Voraussetzung für die Beobachtung, Überwachung, Analyse und
Simulation von Prozessen und Entwicklungen in Küstensystemen sind zuverlässige klein- und
großskalige Messsysteme für physikalische, chemische und biologische Prozesse. Für die Beobachtung
und Überwachung (Monitoring) sind sowohl autonome Messstationen im Langzeiteinsatz als auch
zeitlich begrenzte Beobachtungsmethoden notwendig. Transport- und Austauschprozesse sind erst mit
verteilter Sensorik umfassend charakterisierbar. Zentraler Punkt ist insgesamt die bessere räumliche
und zeitliche Auflösung der Sensordaten sowie die Erhöhung der Anzahl der gemessenen Parameter.
Einerseits werden für besondere Messprobleme Lösungen auf der Grundlage feldabtastender Sensoren,
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