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Analyse langfristiger Änderungen in der Tidedynamik der Nordsee

Langjährige Pegelaufzeichnungen aus dem Gebiet der südöstlichen Nordsee zeigen seit Mitte des 20. Jahrhunderts signifikante Veränderungen im lokalen Tideregime. Während der mittlere Meeresspiegel (englisch: Mean Sea Level, MSL) über die vergangenen 150 Jahre generell dem globalen Mittel gefolgt ist, deuten Auswertungen der mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasser auf signifikant abweichende Trends hin. So sind die Tidehochwasser signifikant schneller als der MSL angestiegen, während die Tideniedrigwasser deutlich geringere oder teils negative Trends aufzeigen. Daraus resultierte eine gleichzeitige Zunahme des Tidehubs (die Differenz aus Tidehoch- und Tideniedrigwasser) von ca. 10 % seit 1955. Derartige Veränderungen haben direkte Auswirkungen auf den Küstenschutz. So ergeben sich bei einem Anstieg der mittleren Tidehochwasser größere Wassertiefen, wodurch das Wellenklima insbesondere im Bereich der Wattflächen und Außensände in der Deutschen Bucht beeinflusst wird. Größere Wellenhöhen und damit höhere Orbitalgeschwindigkeiten und Brandungsenergien sind die unmittelbare Folge, die zu großflächigen Erosionen führen kann. Gleichzeitig beeinflussen geringere Tideniedrigwasser die Schiffbarkeit der flachen Küstengewässer. Durch den vergrößerten Tidehub treten größere Tidestromgeschwindigkeiten auf, die z.B. Ausräumungen der Tiderinnen, verstärkte Erosionen an Inselsockeln, Strandräumungen und im Zusammenhang mit Sturmfluten Dünen- und Kliffabbrüchen verursachen können. Dies verdeutlicht, dass neben den global wirkenden übergeordneten Veränderungen im MSL (Massenänderungen, thermale Expansion) auch regionale Phänomene und Prozesse eine wichtige Rolle für die Ausprägung der Wasserstände spielen. Eine Berücksichtigung solcher Faktoren in den Projektionen zukünftiger Wasserstände setzt voraus, dass vergangene Entwicklungen und zugrunde liegende Prozesse ausreichend verstanden sind. Das übergeordnete Ziel von TIDEDYN besteht daher in der Analyse der in der Vergangenheit bereits aufgetreten Veränderungen im lokalen Tideregime der Nordsee. Die beobachtete Zunahme des Tidehubs ist in ihrer starken Ausprägung ein weltweit einzigartiges Phänomen, welches bis heute nicht erklärt werden kann. Als mögliche (aber bisher unerforschte) Ursachen kommen z.B. langfristige Änderungen im MSL, morphologische Änderungen im Küstenvorfeld (natürlich oder anthropogen, z.B. Ausbaggerungen oder Baumaßnahmen wie Eindeichungen) oder saisonale Änderungen in der thermohalinen Schichtung des Ozeans in Frage. Durch die integrierte Analyse von hochauflösenden numerischen Modellen (barotrop und baroklin) und Beobachtungsdaten mit robusten Methoden der Zeitreihenanalyse, sollen die Änderungen im Tideregime der Nordsee über die vergangen 60-70 Jahre beschrieben, modelliert und systematisch erforscht werden sowie einzelne Prozesse mittels Sensitivitätsstudien voneinander abgegrenzt werden.

Grossraeumige Modellierung des Nordfriesischen Wattenmeeres

Im Rahmen von Kuestenschutzmassnahmen im Bereich des Nordfriesischen Wattenmeeres haben viele Autoren die Nutzung von Dammbauwerken zur Erhaltung der Inselkuestelinien diskutiert. Im Bereich des Nordfriesischen Wattenmeeres existieren solche Dammbauwerke zwischen Nordstrandischmoor und dem Festland sowie zwischen der Inel Langeness und dem Festland. Das Land Schleswig-Holstein hat im letzten 'Generalplan Kuestenschutz' den Bau eines Sicherungsdamms zwischen der Insel Pellworm und dem Festland festgelegt. Durch einen solchen Dammm soll die in jeder Tideperiode einsetzende Umstroemung der Insel Pellworm verhindert werden. Langzeitmessungen zum Verlauf der Norderhever im Bereich Pellworm haben eine staendige Verbreiterung und Vertiefung der Norderhever in den letzten Jahrzehnten und einen Abtrag des Inselsockel gezeigt. Durch die Einengung des Flutraumes soll eine Stabilisierung dieser Wattrinne erreicht werden. Bedingt durch die im zu modellierenden Gebiet vorherrschende Tidedynamik fliessen waehrend einer Tideperiode netto etwa 80 Millionen Kubikmeter Wasser ueber den Schnitt des geplanten Sicherungsdammes von der Norderhever in die Aue und bilden damit verbunden die Grundlage fuer einen permanenten Materialtransport aus der Norderhever heraus. Die Auswirkungen des Dammbaus auf den Bereich des Nordfriesischen Wattenmeeres sollen mit HN-Modellen untersucht werden.

Kuestenmessprogramm der BfG - Hydrologische Grundlagen fuer Messprogramme im Kuestengebiet

Erforschung der tidebedingten Bewegungen der Wassermassen in den Muendungstrichtern als wichtige Grundlage fuer chemische und biologische Arbeiten. Wasserstandsbeobachtungen, Stroemungs- und Wellenmessungen. Untersuchungen der Zusammenhaenge zwischen unterschiedlichen Messgroessen; Einfluss von Tide und Oberwasser.

Neue Strategien zur Anpassung an zukünftige physikalisch-ozeanografische Extremszenarien an deutschen Küsten, Vorhaben: Raumplanung und institutionelle Kapazitäten'

In-situ-Erhaltung von Wildpflanzen für Ernährung und Landwirtschaft mittels Schirmarten

REFOPLAN 2022 - Ressortforschungsplan 2022, Anwendungsorientierte Forschung und Umsetzung international, zur Nutzung von Synergien für Biodiversität und Klima - mit einem Fokus auf die soziale Dimension

Schwerpunktprogramm (SPP) 1889: Regional Sea Level Change and Society (SeaLevel), Teilproject: DICES - Handeln im Wandel in SIDS: gesellschaftlicher Umgang und politische Rahmung der Anpassung an einen Meeresspiegelanstieg in kleinen Inselstaaten

Das Projekt DICES analysiert und entwickelt für kleine Inselstaaten (SIDS) Optionen der lokalen Implementierung von Küstenschutzstrategien als notwendige Anpassungsmaßnahmen im Zuge des projektierten Meeresspiegelanstiegs in ihrer ganzen gesellschaftlichen Breite. In Kooperation zwischen Küsteningenieuren, Umweltökonomen und Integrativen Geographen werden kommunales Handeln (societal action) in seiner kulturellen Rahmung untersucht, potentiell einsetzbare 'low-regret'- Strategien im Küstenschutz ermittelt und die Bereitschaft des bürgerlichen Engagements vor Ort an ausgewählten Fallstudien analysiert. Formelle und informelle Institutionen spielen bei der aktiven Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen eine genauso wichtige Rolle wie die Bereitschaft der betroffenen Küstengemeinden, sich an alternativen, lokalen Konzepten und darauf fußenden möglichen infrastrukturellen Vorkehrungen zum Küstenschutz zu beteiligen. Daher wird ein besonderer Fokus auf den gesellschaftlichen und politischen Rahmenbedingungen (political reaction) liegen, unter denen Klimaanpassungsmaßnahmen überhaupt wahrgenommen und ergriffen werden können. Das Projekt verbindet auf methodischer und auf inhaltlicher Ebene die aktuelle Diskussion über einen klimawandelbedingten bzw. relativen Anstieg des Meeresspiegels und seine Auswirkungen auf lokaler Ebene mit der Diskussion über Handeln vor Ort als lokale Anpassungsstrategie an global bedingte Veränderungsprozesse. Im Rahmen der Untersuchung von zwei unterschiedlichen kleinen Inselstaaten werden existierende Governance-Strukturen analysiert und mit potentiellen, auf Basis probabilistischer Ansätze entwickelten Handlungsoptionen abgeglichen. Die Fallstudie Malediven wird dabei stellvertretend für einen eher top-down induzierten Governance-Ansatz untersucht, während Papua-Neuguinea mit seiner spezifischen politischen und gesellschaftlichen Organisation für den entgegen gesetzten, vornehmlichen bottom-up Ansatz des bürgerlichen Engagements steht. Die eingesetzte methodische Bandbreite reicht von Haushaltsbefragungen, Choice- und Feldexperimenten über numerische Modellierungen bis hin zu Fokusgruppen-Diskussionen mit Schlüsselpersonen (policy entrepreneurs) des Küstenschutzes. Die unterschiedlichen methodischen Instrumentarien werden integrativ entwickelt und weitgehend parallel in beiden Fallstudien eingesetzt. In der Synthesephase des Projektes werden die Ergebnisse auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede hin untersucht und die interdisziplinäre Verschränkung des eingesetzten Methodenkanons kritisch evaluiert. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur fallstudienorientierten Analyse von Hemmnissen und Potentialen zum Umgang mit dem Meeresspiegelanstieg als eine Art lokale Bewältigungsstrategie. Die gewonnenen Ergebnisse werden auf ihre Übertragbarkeit hin überprüft und für die internationale SIDS Diskussion fruchtbar gemacht.

Raumordnung der Küstenländer in Meeres- und Küstenzone (WFS)

Die deutschen Anteile an Nord- und Ostsee sind in die Territorial- und Küstengewässer der Küstenbundesländer sowie die Ausschließliche Wirtschaftszone unterteilt. Jedes Küstenbundesland und der Bund für die AWZ sind für die Aufstellung von Raumordnungsplänen (-programmen, -konzepten) zuständig. Da allerdings die Nutzung des Meeres grenzüberschreitend erfolgt, besteht der Bedarf für ein harmonisiertes Produkt das das gesamte deutsche Meeresgebiet abdeckt. Dieser Download-Dienst (WFS) der Marinen Dateninfrastruktur Deutschland (MDI-DE) stellt unterschiedliche Nutzungen aus den Raumordnungsplänen der Küstenländer harmonisiert zur Verfügung. Die Daten schließen nahtlos and den Raumordnungsplan AWZ des BSH an und enthalten die Nutzungen Schifffahrt, Windenergie, Leitungen, Natur und Landschaft, Fischerei, Tourismus sowie Rohstoffe und Küstenschutz. Datenquellen: Landesraumordnungsprogramme und -entwicklungspläne sowie Flächennutzungspläne der Küstenländer. Harmonisierte Attribute: Nutzung, Vorrang- / Vorbehaltsgebiet, Gültigkeit, Lizenz, Planungsdokument sowie an die EU Raumordnung angeglichene fachliche Typisierung.

Raumordnung der Küstenländer in Meeres- und Küstenzone (WMS)

Die deutschen Anteile an Nord- und Ostsee sind in die Territorial- und Küstengewässer der Küstenbundesländer sowie die Ausschließliche Wirtschaftszone unterteilt. Jedes Küstenbundesland und der Bund für die AWZ sind für die Aufstellung von Raumordnungsplänen (-programmen, -konzepten) zuständig. Da allerdings die Nutzung des Meeres grenzüberschreitend erfolgt, besteht der Bedarf für ein harmonisiertes Produkt das das gesamte deutsche Meeresgebiet abdeckt. Dieser Darstellungs-Dienst (WMS) der Marinen Dateninfrastruktur Deutschland (MDI-DE) stellt unterschiedliche Nutzungen aus den Raumordnungsplänen der Küstenländer harmonisiert zur Verfügung. Die Daten schließen nahtlos and den Raumordnungsplan AWZ des BSH an und enthalten die Nutzungen Schifffahrt, Windenergie, Leitungen, Natur und Landschaft, Fischerei, Tourismus sowie Rohstoffe und Küstenschutz. Datenquellen: Landesraumordnungsprogramme und -entwicklungspläne sowie Flächennutzungspläne der Küstenländer. Harmonisierte Attribute: Nutzung, Vorrang- / Vorbehaltsgebiet, Gültigkeit, Lizenz, Planungsdokument sowie an die EU Raumordnung angeglichene fachliche Typisierung.

Gutachten und Stellungnahmen zur Hydrodynamik, Morphologie und Sedimentdynamik der Ostseeküste

In Verbindung mit Küstenschutzmaßnahmen je nach Örtlichkeit und Themen.

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