Arbeitsgruppe Küstenmodellierung

Küstenozeanmodellierung in Deutschland: Agenda 2015-2025

Herausforderungen und Perspektiven für die Küstenozeanmodellierung in Deutschland
Die Küstenozeanographie befasst sich mit marinen Systemen und deren zugrundliegenden Prozessen und Veränderungen vom Bereich der Schelfkante bis in die Ästuare. Neben  der Grundlagenforschung zum Systemverständnis des Küstenozeans haben die Anforderungen an die Küstenozeanographie zu Veränderungen in der marinen Umwelt quantitative anwendungsorientierte Aussagen zu machen in den letzten Jahren stark zugenommen. Das wird auch deutlich in der Altonaer Erklärung, in der eine Strategie für die Küstenforschung der nächsten Dekade entwickelt wird. Die gestiegenen Anforderungen resultieren nicht zuletzt daher, dass die Methoden und Erkenntnisse in der Küstenozeanographie in der letzten Dekade eine enorme Weiterentwicklung erlebt haben, die diese weitergehenden Erwartungen sowohl in der Grundlagenforschung als auch in  der angewandten Forschung und bei den Stakeholdern (Behörden, Ämter) erst geweckt haben. Diese Entwicklungen betreffen alle Bereiche der Küstenozeanographie, etwa den Bereich der beobachtenden physikalischen Ozeanographie, die Biogeochemie, die Meeresbiologie, das Küsteningenieurwesen und auch den Bereich der Küsten- und  Ozeanmodellierung.

In der Entwicklung numerischer Modellsysteme für Küstenmeere sind umfassende Weiterentwicklungen und Verbesserungen in allen Bereichen zu verzeichnen: Bei der  Parametrisierung verschiedenster Prozesse, in der Modellnumerik, im Bereich der effizienten Programmierung, in der Kopplung von Modellen, in der Ergebnisanalyse usw. Es ist  klar, dass Küstenozeanmodelle nicht einfach globale Ozeanmodelle mit hoher lokaler Auflösung sind, sondern spezielle Anforderungen an Parametrisierungen und Numerik  gestellt werden müssen. Dementsprechend ist es notwendig, komplexe gekoppelte Ozean-Atmosphäre-Ökosystemmodelle auch in der Küstenozeanographie weiter anzuwenden  und zu entwickeln. Gut validierte, multi-dekadische Modellsimulationen von Küstenozeanen wie etwa der Nordsee oder Ostsee und deren Küstenabschnitten sind seit etwa 15  Jahren möglich und teilweise verfügbar, in den vergangenen Jahren werden zunehmend auch gekoppelte physikalisch-biologische multidekadische Modellsimulationen durchgeführt. Außerdem wird mit Hilfe von Methoden der Datenassimilation die Vorhersagefähigkeit von Modellen weiter verbessert. Diese enormen Fortschritte sind zum großen  Teil durch das weiterhin ungebremste Wachstum von verfügbaren Großrechnern möglich geworden.

An den Forschungseinrichtungen in Deutschland sind viele Arbeitsgruppen in verschiedenen Bereichen (Grundlagenforschung, angewandte Forschung, Vorhersage,   Folgenabschätzungen, usw.) der numerischen Modellierung der Küstenozeane aktiv, wobei eine Vielzahl von state-of-the-art und open-source Modellen angewendet und auch weiterentwickelt wird. Vermehrt kommen integrative Modellsysteme zum Einsatz, die auf eigenen Entwicklungen oder internationalen Kooperationen beruhen.

In Bremen trafen sich am 18.05.2015 etwa 40 KüstenforscherInnen aus elf Institutionen zu einem Workshop, um erstmals auf nationaler Ebene über den Status der Küstenozeanmodellierung und seiner Perspektiven für die Zukunft zu diskutieren. Das Ziel dabei war, die Leistungsfähigkeit der Küstenforschung durch verbesserte nationale Kooperation in der  Küstenmodellierung erheblich zu steigern. Der nationale Charakter dieser Initiative ergibt sich u.a. aus den nationalen Herausforderungen an Nutzer, etwa für den Meeresschutz  oder Seeschifffahrt bzw. Seeschifffahrtsstraßen zuständigen Behörden. Dabei hat jedoch auch weiterhin eine internationale Einbindung, die auf existierenden Kooperationen aufbaut, hohe Priorität. Während des Workshops und in Diskussionen im Anschluss daran wurde Einigkeit über folgende Leitlinien erzielt, die als Ergänzung zur und im Einklang mit der Altonaer Erklärung zur Küstenforschung im Rahmen des Konsortiums Deutsche Meeresforschung verfolgt werden sollen:


Die nationale Arbeitsgruppe Küstenozeanmodellierung in der Strategiegruppe Küstenforschung besteht zunächst aus folgenden Vertretern: