Seegang
Definition
Seegang ist der durch Windenergie erzeugte Schwingungszustand der Meeresoberfläche (Wellen). Als Maß für die Stärke des Seegangs wird die signifikante Wellenhöhe (Hs) verwendet, welche als mittlere Wellenhöhe des oberen Drittels der Wellenhöhenverteilung definiert ist. Als Wellenhöhe wird der vertikale Abstand zwischen Wellenberg und Wellental bezeichnet.
Der Seegang setzt sich dabei aus Windsee und Dünung zusammen:
Die Wellenhöhen der Windsee sind abhängig von der Windstärke, der Wirkdauer des Windes und der Windstreichlänge. Das ist die Strecke, über die der Wind auf die Meeresoberfläche wirkt (englisch: Fetch).
Die Dünung ist „alter“ Seegang aus weiter entfernten Sturmgebieten, der sich über große Distanzen unabhängig vom lokalen Wind ausbreitet. Dünungswellen sind im Gegensatz zu Wellen der Windsee abgerundet. Das bedeutet, sie haben eine geringere Steilheit, welche als Verhältnis von Wellenhöhe zu Wellenlänge definiert ist, da sie insbesondere größere Wellenlängen (einen größeren Abstand zweier benachbarter Wellenberge) besitzen. So können Dünungswellen im Atlantik Wellenlängen von mehr als 200 m erreichen.
Ziel und Zweck von Seegangsmessungen
Zweck der Messungen ist, Daten zu gewinnen für die
- generelle Auskunft zu Seegangsverhältnissen in Nord- und Ostsee,
- Sicherheit in der Schifffahrt, bei Offshore-Einsätzen (zum Beispiel in Offshore-Windparks), der Fährdienste und bei Vermessungsarbeiten,
- Überprüfung des numerischen Seegangsvorhersagemodells des Deutschen Wetterdienstes, das dieser zur Routenplanung und zur Planung von Offshore-Einsätzen nutzt,
- Überprüfung und Verbesserung von Hindcast-Datensätzen, die als Bemessungsgrundlage zur Errichtung von Offshore-Bauwerken benutzt werden,
- allgemeine Untersuchung der Seegangsverhältnisse und deren Veränderung,
- Überprüfung von Modellergebnissen zur zukünftigen Klimaentwicklung.
Das Messen von Seegang
Operationelle Seegangsmessungen erfolgen am BSH mit verschiedenen Messinstrumenten. An festen Bauwerken (zum Beispiel Offshore-Windenergieanlagen, Forschungsplattformen oder Bohrinseln) werden Radarpegel installiert. Gemessen wird hier der zeitliche Verlauf der vertikalen Auslenkung der Meeresoberfläche. Werden drei oder mehr Pegel verwendet, so kann auch auf die Wellenlaufrichtung geschlossen werden. Dort wo keine festen Bauwerke im Meer vorhanden sind, wird der Seegang traditionell mit Seegangsmessbojen gemessen, die am Meeresboden verankert sind. Die Bojen sind mit GPS, einem Kompass, Neigungs- und Beschleunigungssensoren ausgestattet. Die Bojendaten werden dann an Land gefunkt und dort weiter verarbeitet. An Bedeutung gewinnen immer mehr satellitengestützte Seegangsmessungen. Hier werden beispielsweise Radarrückstreusignale oder radargestützte Abbildungsverfahren verwendet, um Seegangsgrößen zu bestimmen.
Messstationen
Das BSH betreibt eigene Messstationen und greift zusätzlich auf die Bojen WESTERLAND/SYLT sowie BUNKER HILL zurück. Diese Bojen sind Messstationen des Landesbetriebs für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (LKN), wobei die Boje BUNKER HILL in Kooperation mit dem Helmholtz Zentrum Geesthacht (HZG) betrieben wird.
Die Stationen FINO1, FINO2 und FINO3 werden im Rahmen des Projekts FINO betrieben. Die Stationen alpha ventus, Butendiek, Nordsee One und Nordergründe betreibt das BSH im Gebiet der jeweiligen Windparks und in Kooperation mit den Betreibern im Rahmen des Projekts RAVE.
Station | Position (Breite) | Position (Länge) | Wassertiefe | Verfügbar ab |
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Nordsee Ost | 54° 26,00000' N | 07° 41,00000' E | 25 m | 2021 |
Deutsche Bucht | 54° 18,17548' N | 05° 47.16349' E | 38 m | 2021 |
Nordseeboje-2 | 55° 00.000' N | 06° 20.000' E | 42 m | 1993 |
Nordseeboje-3 | 54° 41.000' N | 06° 47.000' E | 40 m | 2010 (bis 2012) |
Helgoland-Ost | 54° 12.033' N | 08° 06.034' E | 26 m | 2021 |
Helgoland-Süd | 54° 09.600' N | 07° 52.089' E | 20 m | 1989 |
Helgoland-Nord | 54° 13.164' N | 07° 49.109' E | 30 m | 2008 |
Elbe | 53° 59.825' N | 08° 06.630' E | 25 m | 1990 |
Fino 1 | 54° 00.860' N | 06° 35.031' E | 30 m | 2003 |
Fino 2 | 55° 00.420' N | 13° 09.250' E | 24 m | 2014 |
Fino 3 | 55° 12.000' N | 07° 09.000' E | 25 m | 2011 |
Arkona | 54° 53.116' N | 13° 51.644' E | 46 m | 2002 |
Darss/Zingst | 54° 51.900' N | 12° 42.000' E | 21 m | 1991 |
Westerland | 54° 55.030' N | 08° 13.300' E | 13 m | 1989 |
Butendiek | 55° 01.480' N | 07° 47.216' E | 19 m | 2018 |
Nordsee One | 53° 59.110' N | 06° 50.316' E | 40 m | 2017 |
Bunker Hill | 54° 47.083' N | 08° 16.050' E | 10 m | 2011 |
Alpha Ventus | 54° 00.256' N | 06° 36.866' E | 30 m | 2012 |
Nordergründe | 53° 50.10000' N | 08° 10.08333' E | 10 m | 2020 |