Zwölfstündige Wasserstandsvorhersage in der Deutschen Bucht—Untersuchungen zur Online-Vorhersagequalität

Zusammenfassung

Für ein von Kümpel und Zschau [1986] vorgeschlagenes Modell zur mittelfristigen Wasserstandsvorhersage wurden von Goltz [1990] die hard- und softwaremäßigen Voraussetzungen für zwölfstündige Vorhersagen im Echtzeitbetrieb geschaffen.

Für das so entstandene Vorhersagesystem wurden Untersuchungen der Datensicherheit (Qualität und Kontinuität der Datenübertragung) und der Genauigkeit der Online-Vorhersage für den Küstenort Büsum durchgeführt. Außerdem wurde das Vorhersagemodell durch Hinzunahme weiterer Küstenorte (Wilhelmshaven, Esbjerg, Hvidesande) auf Abhängigkeit der Vorhersagequalität vom Tidenhub und der geographischen Lage getestet.

Die meisten Ursachen für Datenlücken und Übertragungsfehler in dem Untersuchungszeitraum 1990 bis 1992 konnten entdeckt und behoben werden. Für zukünftige Anwendungen kan man deshalb theoretisch von einer fast 100% igen Datensicherheit ausgehen.

Die Vorhersage war im Mittel von guter Qualität. So sind die mittleren Abweichungen zwischen dem Eintritt und der Vorhersage bei Hoch- und Niedrigwasser kleiner als ±25 cm. Die maximalen Abweichungen der Hochwasserstände erreichten dennoch 189 cm für Büsum, 132 cm für Esbjerg, 128 cm für Wilhelmshaven und 100 cm für Hvidesande.

Eine Abhängigkeit der Vorhersagefehler vom Tidenhub und eine geographische Grenze für die Gültigkeit des Modells waren mit den vorhandenen Daten nicht zu erkennen.

Summary

The necessary hardware and software for twelve-hour forecasts in real-time mode were created by Goltz [1990] for a medium-term water level forecasting model proposed by Kümpel and Zschau [1986].

Investigations were conducted into data security (quality and continuity of data transmission) and the accuracy of on-line forecasts for the coastal town of Büsum. The dependence of the quality of the forecast on tidal range and geographical position was tested by including other coastal towns in the investigations (Wilhelmshaven, Esbjerg, Hvidesande).

The reasons for gaps in the data and for transmission errors in the period under investigation (1990 to 1992) could for the most part be identified and rectified. Theoretically, almost 100% data security can now be assumed for future applications.

Forecasts were on average of good quality. Mean deviations between actual and forecast high and low waters are less than ±25 cm. Maximum high-water deviations, however, were 189 cm for Büsum, 132 cm for Esbjerg, 128 cm for Wilhelmshaven and 100 cm for Hvidesande.

No dependence was observed between the errors and the tidal range nor was a geographical limit to the validity of the model identified using the available data.