TP 3 Seegangsmonitor. Dr. Jens Kieser, Dr. Thomas Bruns. DeMarine-2 Gesamtprojekttreffen, 15. Mai Assoziierte Partner.

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1 TP 3 Seegangsmonitor Dr. Jens Kieser, Dr. Thomas Bruns Assoziierte Partner 1

2 Anforderungen im Offshore-Bereich Zunehmender Schiffsverkehr durch den Ausbau der Offshore-Industrie Verschleppung von Plattformen Transport von Baumaterial und schwerem Gerät Aufbau von Windkraftanlagen und Transformatoren Verlegung von Kabeln Wartungsarbeiten in großer Höhe und unter Wasser Benötigte Wetterinformation Wind, Seegang und Strömung entlang von Fahrrouten Höhenwinde bis 200m Strömungen an der Baustelle in verschiedenen Tiefen Warnungen vor Sturm, Gewitter, Nebel 2

3 Beispiel einer Streckenwetterberechnung für die Schiffsroutenberatung Strecke Emden Brunsbüttel hier Berechnung mit EWAM ( Europäisches Wellenmodell ) sign. Wellenhöhe Höhe der Dünung Schiffsgeschwindigkeit + Kurs 4

4 Problematik Die bisherige operationelle Seegangsvorhersage besitzt an und vor den deutschen Küsten eine zu geringe räumliche Auflösung. Verhältnisse im Flachwasser werden unzureichend modelliert (Wasserstandsänderungen, Wellenbrechen, Wechselwirkung mit der Strömung) 5

5 Projektziele Ein neues Seegangsmodell für die Küsten (Coastal WAveModel) Windantrieb durch das COSMO-DE Kopplung an das Zirkulationsmodell HBM des BSH Fernerkundung des Seegangs mit Terra-SAR-X Validation ohne/mit Kopplung Web-Produkte : Vorhersage + Validation (Wind, Seegang, Wetter, Temperatur, Strömung, Wasserstand, Eis) Auflösung 900m 2 Vorhersagen pro Tag Vorhersagelänge > 48h Modellgebiet COSMO-DE Modellgebiet CMOD-KU 6

6 Projektstruktur Ziel ist der prä-operationelle Betrieb eines gekoppelten Seegangs- und Strömungsmodells in Verbindung mit einer kontinuierlichen Validation auf der Basis von In-Situ- und Fernerkundungsdaten. Produkte Vorhersagen von Seegang, Wasserstand, Strömung und Wetter in Form von Karten und Zeitreihen an ausgewählten Positionen, oder entlang von Offshore- Versorgungsrouten mit entsprechender Validation. 7

7 Zeitplan 8

8 DWD-Arbeiten 1) Einarbeitung in das Seegangsmodell CWAM (bereitgestellt von HZG) 2) Unterstützung des BSH bei Einrichtung eines Accounts auf DWD-Rechner 3) Aufsetzen 2xtäglicher CWAM-Testrechnungen (mit/ohne Strömung) 4) Transfer von CWAM-Output zum BSH-Rechner 5) Softwarearbeiten zur graphischen Darstellung und statistischen Auswertung 6) Vortrag bei GMES-Thementagen 14./ in Düsseldorf 7) Mehrere TP-Treffen mit Projektpartnern Fazit: Arbeiten im Wesentlichen im Plan, Leichte Verzögerung durch späten Beginn (Sept.2012) 9

9 Wellenhöhe bei Ebbe ( UTC) Signifikanten Wellenhöhe CWAM mit Strömung und veränderlichemwasserstand Differenz der signifikanten Wellenhöhe CWAM mit/ohne Strömung und veränderlichem/konstantem Wasserstand 10

10 Wellenhöhe bei Flut ( UTC) Signifikanten Wellenhöhe CWAM mit Strömung und veränderlichemwasserstand Differenz der signifikanten Wellenhöhe CWAM mit/ohne Strömung und veränderlichem/konstantem Wasserstand 11

11 Vergleich der CWAM Wellenhöhe mit Messungen Fino 1 12

12 Einfluss der Strömungsrichtung auf die Wellenhöhe Wellen gegen den Strom Wellen mit dem Strom 14

13 Einfluss der Tide auf die Wellenhöhe 15

14 Einfluss der Tide auf die Wellenhöhe 16

15 BSH-Arbeiten 1) Einarbeitung Thema Seegang 2) Einarbeitung BSH- und insbesondere DWD-Rechner 3) Modelladaption und -erweiterung HBM zur Nutzung von Seegangsdaten 4) Testrechnungen mit Seegangseinfluss auf BSH-Rechner 5) 2xtäglich Datentransfer zum DWD-Rechner für CWAM 6) CWAM auf BSH-Account auf DWD-Rechner 7) Transfer von HBM-Code auf DWD-Rechner 8) Aufbau einer internen Datenvisualisierung 9) Vortrag bei Küstentagung am in Hamburg 10) Kooperationstreffen mit HZG und DMI Fazit: Arbeiten im Wesentlichen im Plan, geringfügige Verzögerung durch Ausfallzeiten 17

16 DLR-Beiträge 1) Bestellung und Sammlung von TerraSAR-X-Szenen 2) Weiterentwicklung des XMOD-Algorithmus zur Bestimmung von Wind- und Seegangsfeldern 3) Erstellung von Anwendungsbeispielen Fazit: Arbeiten im Wesentlichen im Plan 18

17 TerraSAR-X-Szenen 19

18 TerraSAR-X Stripmap (a) Szene aufgenommen am 10. Dezember 2012 um 16:53 UTC über der Kieler Bucht in der Ostsee. (b) Mit XMOD-2-Algorithmus abgeleitetes Windfeld. (c) Mit XWAVE- Algorithmus abgeleitete signifikante Wellenhöhen und Wellenrichtung. 20

19 TerraSAR-X Stripmap 21

20 XMOD-2 vs. CWAM (mit Strömung) Signifikante Wellenhöhe :00 +6h UTC 22

21 Chart 23 > Lecture > Author Document > Date Result TS-X Wind&Wave + Ship Detection DS3 collocated wind and wave information: windvelocity: m/s winddirection:243.9 deg. waveheight:0.7 m wavedirection:90 deg. 5 m/s wind from TS-X TS-X Stripmap HH-pol :59UTC 23

22 Windfeld über Windpark P1 P2 10km 24

23 LME Wind :00 UTC Wide ScanSAR (200km) Einfallswinkel: Polarisation: VV Orbit: Ascending Insel Trischen Windpark Horns Rev TerraSAR-X Wide ScanSAR :11 UTC 25 [m/s] [Bft]

24 Danke für Ihre Aufmerksamkeit