Department Maritime Systeme - Interdisziplinäre Fakultät ...

Forschungsplan Maritime Systeme 9
spielen Ausbaggerungen zur Freihaltung und Vertiefung von Fahrrinnen eine große Rolle sowie
Verkürzungen der Deichlinie zum Schutz der Küste, während an der gezeitenarmen, aber vertikal
geschichteten Ostseeküste Brückenbauprojekte potentiell großskaligen Einfluss auf die Hydrodynamik
haben können. Für die Nordsee und angrenzende Randmeere werden immer wieder Pläne für
Gezeitenkraftwerke diskutiert, und für die Ostsee gibt es weiterhin ehrgeizige Entwürfe zur
Verbesserung der Tiefenventilation mittels aktiver vertikaler Vermischung. Alle diese Projekte und Pläne
haben eines gemein: ihre Realisierung könnte durch Veränderung der Hydrodynamik erhebliche
großskalige Auswirkungen auf die Ökosysteme der Küsten haben. So könnten zum Beispiel
Ausbaggerungen von tidebeeinflussten Flußmündungsgebieten (Gezeitenästuare) erhebliche
dauerhafte Auswirkungen auf den Sedimenthaushalt des gesamten Ästuars haben. Brücken über
Meeresengen in der Westlichen Ostsee könnten den ökologisch wichtigen Wasseraustausch zwischen
Nordsee und Ostsee verändern. Kühlwassereinleitungen könnten durch Eintrag von weniger dichtem
Wasser zu verstärkter Vertikalschichtung und damit verringerter Belüftung des Bodenwassers führen.
Zur Beurteilung dieser zum Teil komplexen und indirekten Auswirkungen auf die Meeresumwelt ist ein
tiefes hydrodynamisches Prozessverständnis erforderlich. Dieses verlangt einerseits
Grundlagenforschung im Bereich der natürlichen Küstensysteme, wobei methodisch eine enge
Verknüpfung von Feldstudien und numerischer Modellierung sowohl zur Quantifizierung der
Strömungen als auch der Vermischung auf der Küstenskala (100 m bis 100 km) nötig ist. Andererseits
ist eine Beschreibung und Quantifizierung von kleinskaligen Prozessen (10 cm – 100 m), wie zum
Beispiel die Umströmung von wasserbaulichen Strukturen, notwendig. Ohne eine koordinierte
Zusammenarbeit zwischen Physikalischen Ozeanographen und Ingenieuren werden diese
Auswirkungen nicht zuverlässig und nachhaltig zu beurteilen sein. Die Zusammenarbeit sollte sich vor
allem konzentrieren auf Beschreibung der Auswirkungen von kleinskaligen Prozessen in großskaligen
Modellen (Parametrisierung), wie zum Beispiel die Parametrisierung der seegangsbeeinflussten
Bodengrenzschicht und der damit einhergehenden verstärkten Sedimentresuspension, oder die
verbesserte Parametrisierung von Effekten kleinskaliger Turbulenz. Ozeanographen können den
Ingenieuren auch Randbedingungen und Belastungsszenarien für den Küstenschutz liefern, wie zum
Beispiel Wasserstände, Strömungen und Seegang. Da Küstenbauwerke zum Teil für langzeitigen
Einsatz bestimmt sind, sind deren Auswirkungen auch im Hinblick auf einen zu erwartenden
Klimawandel (Meeresspiegelanstieg, Erwärmung, Veränderung von Wind- und Niederschlagsmustern)
zu beurteilen. Hierzu ist ebenfalls die Expertise von Ozeanographen erforderlich.
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