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KFKI-Verbundprojekt: EXTREMENESS-C Analyse von extremen Sturmfluten in den Ästuaren von Elbe und Ems und mögliche Verstärkungen

Erstellt am: 01.08.2019 | Stand des Wissens: 01.08.2019
Kurzname:   EXTREMENESS-C
Rahmenprogramm / Rahmenprojekt:   Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA 3)
Auftraggeber / Förderer:   Bundesministerium für Bildung und Forschung
Auftragnehmer:   Bundesanstalt für Wasserbau
Projektkoordination:   Dr. Elisabeth Rudolph
Tabea Brodhagen
Projektpartner:   Deutscher Wetterdienst (DWD)
Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH,Institut für Küstenforschung
Universität Hamburg
Universität Siegen, Forschungsinstitut für Wasser und Umwelt
Projektnummer:   B3955.03.04.70237
Laufzeit:   2016/10 bis 2020/04
Projektstand:   laufend
Webseite:   https://www.hzg.de/ms/extremeness/index.php.de
Raumbezug:   Bundesrepublik Deutschland
Sonstige Informationen:  
Das BAW-Forschungskompendium Verkehrswasserbau 2018 steht auf www.baw.de zum Download zur Verfügung.
Aufgabenstellung und Ziel
Die Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeiten schwerer Sturmfluten sowie möglicher Änderungen im Zuge des anthropogenen Klimawandels sind für den Küstenschutz in der Deutschen Bucht sowie in den angrenzenden Ästuaren von z. B. Elbe und Ems von großer Bedeutung. Im Gegensatz zu bisher existierenden Untersuchungen, die sich typischerweise mit hohen Perzentilen oder Wiederkehrwerten und deren Änderungen beschäftigen, sollen in dem vom BMBF im Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA 3) geförderten Projekt EXTREMENESS Ereignisse untersucht werden, die extrem selten und höchst unwahrscheinlich, aber potentiell mit extremen Konsequenzen verbunden sind. Zu diesem Zweck werden zunächst verschiedene Methoden genutzt, um aus einer Vielzahl existierender Beobachtungsdaten, Reanalysen und Klimaszenarienrechnungen extreme Sturmflutereignisse und die zugehörigen meteorologischen Bedingungen zu identifizieren/selektieren. Anschließend wird mithilfe von Modellstudien untersucht, inwieweit diese Ereignisse innerhalb physikalisch plausibler Grenzen zu noch extremeren Sturmfluten hätten führen können. Dabei werden z. B. Effekte des Meeresspiegelanstiegs oder der Tatsache, dass der zeitliche Ablauf eines Sturms unabhängig von der Tidephase ist, berücksichtigt. Mit regionalen Stakeholdern der Stadt Emden wird anschließend eine transdisziplinäre reflexive Bewertung für die extremsten Fälle durchgeführt, wobei Konsequenzen bei unterstelltem Versagen von Schutzanlagen beispielhaft untersucht und in einem sozialwissenschaftlich begleiteten Diskussionsprozess mit Entscheidungsträgern hinsichtlich ihrer regionalen Auswirkungen und möglicher Anpassungsmaßnahmen bewertet werden.
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Um mögliche, mit einer Klimaänderung verbundene Betroffenheiten für die Bundeswasserstraßen identifizieren und Anpassungsmaßnahmen entwickeln zu können, ist es wichtig, die zukünftigen Bedingungen unter dem Einfluss eines sich ändernden Klimas zu verstehen und zu analysieren. Das auf Basis der Modellergebnisse im Rahmen von EXTREMENESS analysierte veränderte Systemverhalten bei extremen Sturmfluten kann z. B. für die Entwicklung von Anpassungsoptionen für den Strombau und den Küsten- und Uferschutz sowie für Entwässerungskonzepte genutzt werden.
Untersuchungsmethoden
Extreme Sturmtiden mit den zugehörigen meteorologischen Bedingungen werden in den Teilprojekten EXTREMENESS-A (HZG) und EXTREMENESS-B (DWD) aus existierenden Datensätzen heutiger und möglicher zukünftiger Klimabedingungen herausgefiltert. Die Auswirkungen der ausgewählten extremen Sturmfluten sowie ihr Potential für eine mögliche Verstärkung, z. B. durch einen Meeresspiegelanstieg (SLR) oder eine Veränderung des Abflusses (Q), werden im Teilprojekt EXTREMENESS-C (BAW) mit dem numerischen Modellverfahren UnTRIM2009 untersucht. Das Modellgebiet umfasst neben der Deutschen Bucht auch die Ästuare von Elbe, Weser und Ems und erlaubt somit die gleichzeitige Untersuchung der Auswirkungen von Sturmfluten in den Elbe- und Ems-Ästuaren. Die simulierten Wasserstandszeitreihen sind die Grundlage der Analyse verschiedener Sturmflutkenngrößen, z. B. des Sturmflutscheitelwasserstandes, d. h. des höchsten während der Sturmflut erreichten Wasserstandes.

Ergebnisse
Für die weitere Betrachtung in der Fokusregion Ems zwischen Borkum und Herbrum haben die Teilprojekte EXTREMENESS-A und EXTREMENESS-B zwei extreme Nordseesturmfluten für Borkum aus Klimaszenarien ausgewählt: das höchste in den betrachteten Datensätzen gefundene Ereignis sowie das Ereignis mit der längsten Andauer von hohen Wasserständen. Diese Sturmflutereignisse werden von EXTREMENESS-C in der Deutschen Bucht modelliert und analysiert. Dabei werden auch mögliche weitere Verstärkungen durch eine Zunahme des Abflusses Q in die Ems oder ein Meeresspiegelanstieg SLR in der Nordsee untersucht.
Ansprechpartner
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Bundesanstalt für Wasserbau
Deutscher Wetterdienst (DWD)
Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH,Institut für Küstenforschung
Universität Hamburg
Universität Siegen, Forschungsinstitut für Wasser und Umwelt
Glossar
BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?501808

Gedruckt am Freitag, 5. Juni 2020 18:54:04