Die Bedeutung der Modellauflösung für die Simulation der Tidedynamik in der Deutschen Bucht bei Meeresspiegelanstieg

Aufgrund des Klimawandels wird ein beschleunigter Anstieg des Meeresspiegels erwartet. Eine Kernfrage für die Entwicklung von Anpassungsmaßnahmen ist, wie sich der Meeresspiegelanstieg auf die Gezeitendynamik in Randmeeren wie der Nordsee auswirkt.

Studien, die den Einfluss des Meeresspiegelanstiegs auf die Gezeitendynamik in der Nordsee untersuchen, zeigen selbst für die gleichen Meeresspiegelanstiegsszenarien unterschiedliche und zum Teil gegensätzliche Ergebnisse. Die Ergebnisse unterscheiden sich je nachdem, ob mit Meeresspiegelanstieg neue Elemente im Modell überflutet werden dürfen oder ob die Modellgrenze fixiert ist.

Unsere Untersuchungen mit einem hochaufgelösten hydrodynamischen 3D-Modell der Deutschen Bucht zeigen, dass die unterschiedliche Entwicklung der M2-Amplitude bei Meeresspiegelanstieg nicht nur auf die Implementierung der landwärtigen Grenze, sondern auch auf die Auflösung der Küstenbathymetrie im Modell zurückzuführen ist.

Zum einen untersuchen wir die Auswirkungen des Abtrennens von Ästuaren aus dem Modellgebiet, was einer in Schelfmodellen üblichen auflösungsbedingten Vereinfachung entspricht. Hierzu werden im hochauflösenden Modell die Ästuare entfernt, um den Einfluss des fehlenden Oszillationsraums zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass dies lokal einen großen Einfluss haben kann.

Zum anderen wird der Einfluss der Modellauflösung untersucht. Auf das numerische Gitter des hochauflösenden Modells wird jeweils eine grobe und eine hochauflösende Bathymetrie interpoliert. Das Ergebnis zeigt ein unterschiedliches dissipatives Verhalten in der intertidalen Zone, das zu gegenläufigen Änderungen der M2-Amplitude durch Meeresspiegelanstieg führt.

Unsere Ergebnisse bestätigen, dass es in Abhängigkeit von der Fragestellung und der betrachteten Region wichtig ist, den Modellaufbau so zu wählen, dass alle relevanten Prozesse insbesondere in den flacheren Küstenabschnitten und in der intertidalen Zone berücksichtigt werden.