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TrilaWatt: Hydrodynamik (2015-2022)

<strong>Definitionen:</strong> Hydrodynamik beschreibt die Bewegung von Fluiden und die dabei wirkenden Kräfte. <strong>Datenerzeugung:</strong> Die veröffentlichten Daten basieren auf validierten, hydronumerischen Modellsimulationen und werden von unstrukturierten Modellergebnissen auf regelmäßige Raster inter- und extrapoliert. <strong>Produkte:</strong> Für jedes Jahr stehen für die Deutsche Bucht, das niederländische und dänische Wattenmeer 4 netCDF-Dateien im Download-Bereich zur Verfügung. Die Dateien haben folgenden Inhalt: - Tidedynamik (tides): Wasserstand und tiefengemittelte Strömungsgeschwindigkeit - Transport (transport): Salzgehalt, Temperatur und Schwebstoffgehalt (alle tiefengemittelt, an der Gewässersohle und an der Wasseroberfläche) - Seegang (waves): signifikante Wellenhöhe, mittlere Wellenperiode, Peak Wellenperiode, Wellenperiode 1. und 2. Moment, mittlere Wellenrichtung und die Richtungsaufweitung - Bodenschubspannung (shear_stress) <strong>Literatur:</strong> Lepper, R., Reinert, M., Gundlach, J., Weber, J., Kösters, F. (2025): A hydrographic dataset of the Wadden Sea as a foundation for a digital twin of the coastal ocean. https://doi.org/10.1038/s41597-025-06211-1 <strong>English:</strong> The map service TrilaWatt: Hydrodynamic (WMS) contains tidal dynamics, sea water salinity, sea water temperature, suspended sediment concentration, bed shear stress and waves on a 500m regular grid in 20-minute intervals. <strong>Download:</strong> A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads").

Hochfrequente Filmanalysen schneller Beutefangmechanismen bei Kurzflügelkäfern (Coleoptera, Staphylinidae)

Bei den umgebildeten Vorderextremitäten des Kurzflügelkäfers Philonthus marginatus handelt es sich um das bislang wohl einzige bekannte Vorkommen echter Raubbeine innerhalb der Ordnung der Käfer. Mit Hilfe dieser Raubbeine sind die Tiere in der Lage, selbst schnell reagierende Beutetiere wie Collembolen im Stil einer Fangschrecke (Mantodea) durch einen blitzartigen Fangschlag zu ergreifen. Die Larven der Kurzflügelkäfergattung Stenus hingegen fangen solche Beutetiere sehr schnell und präzise mit den Mandibeln, wobei die Fangreaktion vermutlich erst nach einer Berührung durch das Beutetier ausgelöst wird. Neben dem blitzschnellen Zugriff mit den Mandiblen scheint hier zusätzlich ein Klebmechanismus eine Rolle zu spielen, wobei nicht nur die Mundteile, sondern auch die Antennen, Laufbeine sowie die gesamte Körperoberfläche eine gewisse Klebrigkeit aufzuweisen scheinen. Im Rahmen funktionsmorphologischer Untersuchungen der Fangmechanismen beider Taxa soll die Anfertigung hochfrequenter Filmaufnahmen dazu dienen, die Bewegungsabläufe beider Vorgänge aufzulösen, um jeweils die Erstellung eines Funktionsmodells dieser Mechanismen zu ermöglichen. Die geplanten Untersuchungen dienen der Erweiterung unserer Kenntnis der Speziellen Zoologie und ökologischen Morphologie räuberischer Bodentiere, welche schwerpunktmäßig innerhalb unserer Arbeitsgruppe untersucht werden.

HyProTwin Kernontologie

Technische Bestandsdaten liegen oft unstrukturiert in Dokumenten oder verteilt in IT-Systemen vor, was aufwändige manuelle Recherchen und geringe Effizienz erfordert. HyProTwin zielt darauf ab, mithilfe hybrider KI-Ansätze digitale Zwillinge von Verkehrsinfrastrukturen zu erstellen, indem heterogene Daten semantisch verknüpft und prozessorientiert aufbereitet werden. Dabei werden symbolische und subsymbolische KI-Methoden kombiniert. Zentrale Aktivitäten umfassen die Entwicklung einer Domänenontologie, einer KI-basierten Suchmaschine sowie die Erstellung semantischer Datenmodelle und digitaler Zwillinge. Erwartet werden standardisierte Wissensrepräsentationen, übertragbare Konzepte und eine langfristig effiziente Nutzung von Infrastrukturen.

TrilaWatt: Hydrodynamische Kennwerte (2015-2022)

<strong>Definitionen:</strong> Hydrodynamik beschreibt die Bewegung von Fluiden und die dabei wirkenden Kräfte. Hydrodynamische Kennwerte sind zeitintegrierte, beschreibende Parameter dieser Prozesse. So tragen bspw. die grundlegenden Tidekenngrößen des Tidehochwassers, des Tideniedrigwassers sowie der damit eng verbundenen Werte für Tidestieg, Tidefall und Tidehub dazu bei, die Dynamik der Tide herauszuarbeiten. <strong>Datenerzeugung:</strong> Aus numerischen Simulationsdaten wurden physikalische Größen wie beispielsweise Wasserstand oder Strömungsgeschwindigkeit in festen zeitlichen Intervallen unter Berücksichtigung erreichbarer Genauigkeiten berechnet. Diese Simulationsdaten wurden mit Datenanalysemethoden zu hydrodynamischen Kennwerten wie beispielsweise dem Tidehub zusammengefasst. Es wurden eine harmonische Analyse des Wasserstandes durchgeführt und Tidekennwerte des Wasserstands bzw. statistische Langzeitkennwerte von Wasserstand, Strömungsgeschwindigkeit, Salzgehalt, Wassertemperatur und Schwebstoffgehalt berechnet. <strong>Produkte:</strong> Hydrodynamische Kennwerte aus dem Projekt TrilaWatt basieren auf der Analyse der numerischen Simulation von Tide, Seegang, Salzgehalt, Temperatur und Schwebstoffkonzentration im Bereich des trilateralen Wattenmeers (Niederlande -nl, Deutschland -de, Dänemark -dk) und der Deutschen Bucht als Jahresmittel für die Jahre 2015 bis 2022. Die Daten werden als regelmäßiges 20 m Raster im GeoTIFF-Format bereitgestellt. Kennwerte werden nur für Berechnungszellen bereitgestellt, die im Analysezeitraum immer überflutet waren. In den Datenäquivalenten (*_no_filter) wurde diese Maskierung nicht angewendet. Nicht-gefilterte Datenäquivalente (no_filter) sind, falls physikalisch sinnvoll, ebenfalls erstellt worden. Bei nicht-gefilterten Datenprodukten ist zu beachten, dass die Anzahl der den Mittelwerten zugrundeliegenden Werte vor allem im Flachwasserbereich durch intertidales Trockenfallen geringer ist und damit die Mittelwertbildung beeinträchtigt ist. Die Anzahl an validen Datenpunkten bzw. Tiden pro Jahr (Anzahl gültiger Datenpunkte bzw. Anzahl Tidehochwasser) wird als Rasterdatei zur Einordnung nicht-gefilterter Produkte mitgeliefert. <strong>Produktliste:</strong> - Tidehub und Tidehoch- und Tideniedrigwasser: 5-, 50- und 95% Quantil <br> - Laufzeitverschiebung zur Referenzposition „Leuchtturm Alte Weser“ von Tidehoch- und Tideniedrigwasser: Jahresmittelwerte <br> - Tidemittelwasser: 50% Quantil <br> - M2-Partialtide: Amplitude und Phase <br> - Tidehochwasser und validen Datenpunkte: Anzahl pro Jahr<br> - Wasserstand: 1-, 50- und 99% Quantil, Mittelwert, Minimum, Maximum <br> - Strömungsgeschwindigkeit: tiefengemittelter Mittelwert, 99- und 99,9% Quantil des Betrags <br> - Strömungsgeschwindigkeit: tiefengemittelter Betrag und x- und y-Komponente des Residuums <br> - Strömungsgeschwindigkeit: tiefengemittelter mittlerer, kubierter Betrag <br> - Bodenschubspannung: 99% Quantil, Mittelwert<br> - Salzgehalt, Temperatur und Schwebstoffkonzentration: tiefengemitteltes 1- und 99% Quantil und Mittelwert (Schwebstoffkonzentration als Summe aus drei Fraktionen mit einer Sinkgeschwindigkeit ws = 0,25, 1,5 und 7 mm/s) <br> - Signifikante Wellenhöhe des Seegangs: 50-, 95- und 99% Quantil, (Jahres-) Mittelwert und Maximalwert <br> - Mittlere Wellenperiode: Jahresmittelwert bei maximaler signifikanter Wellenhöhe<br> - Seegangsrichtung: x- und y-Komponenten des Residuums <strong>Literatur:</strong> Lepper, R., Reinert, M., Gundlach, J., Weber, J., Kösters, F. (2025): A hydrographic dataset of the Wadden Sea as a foundation for a digital twin of the coastal ocean. https://doi.org/10.1038/s41597-025-06211-1 <strong>English:</strong> This web service contains annual averages and quantiles of tidal characteristics, annual averages and quantiles of hydrographic parameters (e.g., depth-averaged salinity, suspended sediments, or sea water temperature), and tidal constituents from harmonic analyses that were estimated from numerical simulations in the period of 2015-2022. Data are distributed on regular 20 m grids as GeoTIFFs. <strong>Download:</strong> A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads").

TrilaWatt: Wattflächen (2015-2021)

Definitionen: Watt wird während des Tidehochwassers überflutet und fällt bei Tideniedrigwasser trocken. Eine Abgrenzung der Wattflächen hängt daher vom Verlauf von Tidehochwasser und Tideniedrigwasser ab. Die räumliche und zeitliche Variabilität von Tidehoch- und Tideniedrigwasser führt jedoch zu einer Vielzahl an möglichen Ausdehnungen von Watt auf täglichen, monatlichen, jährlichen oder dekadischen Zeitskalen. Diese bereits große Variabilität wird zusätzlich von der langfristigen Veränderung von Tide und Topographie überlagert. Produkt: Dieser Datensatz aus dem TrilaWatt Projekt beinhaltet die Topographie des Watts für die Deutsche Buch und die Niederlande, basierend auf jahresgemittelten Daten von Tidehoch- und Tideniedrigwasser. Auf dieser Grundlage wurden mittlere Tidehoch- und Tideniedrigwasserlinien sowie deren Unschärfe (±25cm) abgeleitet. Die Intertidalfläche resultiert aus der Verschneidung von jährlich interpolierten Topographie und jährlichen, mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasserdaten des digitalen Zwillings. Zitat für diesen Datensatz Lepper, R., Lorenz, M., Milbradt, P., Pineda Leiva, D. F. (2025): TrilaWatt: Wattflächen (2015-2021) [Data set]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/5a882d-b3a571. Literatur: Pineda Leiva, D. F., Lorenz, M., Kösters, F., Winter, C., Lepper, R. (2025): Asymmetric morphodynamics of the Wadden Sea. Commun Earth Environ 6, 354. https://doi.org/10.1038/s43247-025-02340-y Lepper, R., Reinert, M., Gundlach, J., Weber, J., Kösters, F. (2025): A hydrographic dataset of the Wadden Sea as a foundation for a digital twin of the coastal ocean. https://doi.org/10.1038/s41597-025-06211-1   English: This dataset contains the annual topography of the intertidal zone of the Wadden Sea as an intersect of modeled annually averaged tidal high and low water with topography data. Based on the intertidal topography, we estimated annual the characteristic tidal low water line, tidal high water line, and their uncertainty.

TrilaWatt: Sedimentologie (WMS)

Der Kartendienst TrilaWatt: Sedimentologie (WMS) beinhaltet die geologischen Karten der Haupt- und Nebenkomponenten, den Median-Korndurchmesser d50, phi50, die Schiefe, die Sortierung und die Porosität für die Jahre 2015-2022. Die geologischen Karten werden in unterschiedlichen Detailstufen angeboten. Die Namensbezeichnungen „short“ und „long“ der sedimentologischen Karten beziehen sich auf Anzahl und Detailgrad der einzelnen Komponenten. English: Sedimentology describes the formation, composition and distribution of sediments. Marine sedimentology is dedicated to the study of morphological, sediment and habitat dynamics on the seabed. This WMS map service contains maps of major and minor sediment components, median grain diameter d50, phi50, skewness, sorting and porosity for the years 2015-2022.

TrilaWatt: Hydrodynamik (WMS)

<span><strong>Definitionen:</strong> Hydrodynamik beschreibt die Bewegung von Fluiden und die dabei wirkenden Kräfte.</span> <span><strong>Datenerzeugung:</strong> Die veröffentlichten Daten basieren auf validierten, hydronumerischen Modellsimulationen und werden von unstrukturierten Modellergebnissen auf regelmäßige Raster inter- und extrapoliert.</span> <span><strong>Produkte:</strong> Der Kartendienst TrilaWatt: Hydrodynamik (WMS) beinhaltet gerasterte, validierte Simulationsdaten aus dem Projekt TrilaWatt für die Jahre 2015-2022. Ergebnisparameter sind Tidedynamik, Salzgehalt, Wassertemperatur, Schwebstoffkonzentration, Strömung, Bodenschubspannung und Seegang. Die Produkte liegen im trilateralen Wattenmeer als 500m Raster in 20 minütigen Abständen vor.</span> <span><strong>English:</strong> The map service TrilaWatt: Hydrodynamic (WMS) contains tidal dynamics, sea water salinity, sea water temperature, suspended sediment concentration, current velocity, bed shear stress and waves on a 500m regular grid in 20-minute intervals.</span> <span><strong>Download:</strong> A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads"). </span>

TrilaWatt Use-Case: Wo beginnt Watt im Wattenmeer?

Gezeiten in der Deutschen Bucht führen dazu, dass die Wattgrenzen räumlich und zeitlich variabel sind. Ihr Verlauf verändert sich auf täglichen, monatlichen, jährlichen und dekadischen Zeitskalen und wird zusätzlich von der langfristigen Veränderung von Tide und Bathymetrie überlagert. Aus den Berechnungen des digitalen Zwillings zum Verlauf von jährlich gemittelten Hochwasser- und Niedrigwasser-Linien können zusammen mit jährlichen Bathymetrien die jahresgemittelten Wattgrenzen bestimmt werden. In diesem Use-Case wurden Daten des TrilaWatt-Projekts angewendet, um die jahresgemittelte Ausdehnung des Watts im Jahr 2020 zu bestimmen. Die Intertidalfläche ist somit ein Resultat der Verschneidung von Bathymetrie und jährlichen mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasser-Daten des numerischen Modells. Aus diesen Arbeiten wurden neue Datenprodukte zur topographischen Beschreibung der Gezeitenzone abgeleitet. English: In this use case, data from the TrilaWatt project was used to determine the annual extent of tidal flats in 2020. The intertidal area is thus a result of the intersection of bathymetry and annual mean high and low tide data from the numerical model. Download: A download is located below (in German: "Verweise und Downloads"). Literatur: Lepper, Robert (2024): Wo beginnt Watt im Wattenmeer. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_02

TrilaWatt Use-Case: Tideenergie als Ressource

Gezeiten entstehen als langperiodische Oberflächenwellen auf unseren Weltmeeren in Folge der Gravitationskräfte von Erde, Mond und Sonne. Im Wattenmeer sind Gezeiten halbtägig und mesotidal, weshalb die Forschung Tideenergie zuletzt als vielversprechende Ergänzung zur herkömmlichen Stromversorgung untersucht hat. Zur Unterstützung dieser Forschungsarbeiten wurden im Rahmen dieses TrilaWatt Use-Cases Datenprodukte entwickelt, um das Tideenergiepotenzial besser einschätzen zu können. Download A download is located below (in German: "Verweise und Downloads"). Literatur: Lepper, Robert; Plüß, Andreas (2024): Tideenergie als Ressource. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_03.

TrilaWatt Use-Case: Tide-Laufzeitverschiebung zur Optimierung von Befliegungen

Die Vermessung von Topographie mittels Laserscanbefliegung (ALS) ist eine etablierte und effiziente Methode zur großflächigen Erfassung von Höhendaten mit hoher Genauigkeit. Im deutschen Wattenmeer wird ALS häufig zur Vermessung der topographischen Höhen im Wattenmeer eingesetzt, z. B. bei jährlichen Messkampagnen im Bereich der Außenelbe. Die Vermessung unterhalb der Wasseroberfläche ist für Laserscanmessinstrumente jedoch herausfordernd aufgrund von Trübung im Wasser. Daher erbringen beflogene Höhenvermessungen insbesondere auf vorübergehend trockenen Gebieten wie beispielsweise Watt oder Salzmarschen die besten Ergebnisse. Um die räumliche Abdeckung einer Befliegung zu maximieren, wurden in diesem Use-Case die räumlich variablen Eintrittszeiten des Tideniedrigwassers aus numerischen Modelldaten abgeleitet, um so die Planung einer Befliegungsroute auf minimale Wasserstände zu optimieren. Download: A download is located below (in German: "Verweise und Downloads"). Literatur: Lepper, Robert (2024): Tide-Laufzeitverschiebung zur Optimierung von Befliegungen. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_01.

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