Ozeanographie

Ozeanographische Untersuchungen im Offshore-Testfeld „alpha ventus“

Laufzeit des Projektes: 
02/2008 – 01/2025

Hauptzielsetzung

Die ozeanographischen Untersuchungen sind ein Arbeitspaket des Messservice-Projektes. Die gewonnenen ozeanographischen Daten dienen als Basisinformationen für alle RAVE-Forschungsprojekte. Mit ihrer Hilfe können sowohl technische Fragenstellungen (z.B. Lastannahmen) als auch ökologische und geologische (z.B. Sedimentdynamik) Fragestellungen beantwortet werden. Die Daten finden zudem bei logistischen und HSE Fragestellungen Verwendung und werden bei genehmigungsrelevanten Fragestellungen hinzu gezogen. Darüber hinaus liefern sie wertvolle Informationen über mögliche Einflüsse von Windkraftanlagen auf die Meeresphysik und umgekehrt.

Methoden

Das Kernstück des ozeanographischen Teilprojekts in RAVE ist ein Beobachtungsprogramm bestehend aus Seegangs- und Strömungsmessungen, die zentral und im nahen Umfeld des Testfelds erfasst werden. Die Seegangsmessungen werden mit einer Seegangsboje und Strömungsmessern mit zusätzlichen Drucksensoren (Abbildung 1 und 2) durchgeführt. Durch seegangsbedingte Auslenkungen liefert die Boje lokale Zeitserien der unterschiedlichen Wellenparameter (signifikante Wellenhöhe, Wellenperiode, Wellenlaufrichtung sowie zusätzlich Oberflächentemperatur). Die Erfassung der Meeresströmungen erfolgt mit akustischen Strömungsmessern (Acoustic Doppler Current Profiler). Ein ADCP bestimmt die Geschwindigkeits- und Richtungsverteilung der kompletten Wassersäule. Außerdem liefert es zusätzlich Seegangsdaten durch einen zusätzlichen Drucksensor, diese fließen ergänzend in den Datenbereich der Seegangsmessungen ein. Um eine möglichst große regionale Messabdeckung zu erreichen wurden eine Boje und drei Strömungsmesser im Testfeld eingesetzt. Diese wurden entlang der Hauptströmungsachse platziert. Zur weiteren Bestimmung des Seegangs werden Seegangsmessungen mit einem Radarpegel und einer Kamera durchgeführt. Dazu werden bei hohem Seegang kurze Videosequenzen mit einer Kamera erzeugt. Speziell extreme Wetterereignisse (Christian, Xaver 2013) lassen sich somit gezielter aufzeichnen und analysieren. Die traditionellen ozeanographischen Parameter, wie Temperatur, Salzgehalt und Sauerstoff, werden mit Hilfe einer autarken Verankerung zentral im Testfeld bestimmt. Temperaturmessungen werden darüber hinaus an zwei Anlagen (jeweils ein Anlagen-Typ) in diversen Tiefenstufen kontinuierlich durchgeführt.

Messergebnisse

Die Seegangsboje im Testfeld wurde im Mai 2012 ausgebracht und liefert, bis auf eine Unterbrechung von zwei Monaten zuverlässig Daten in Echtzeit. Der Parkbetreiber kann auf diese zugreifen und direkt vor Ort sehen, wie die vorherrschenden Bedingungen sind. Die Abbildung 3 zeigt die gemessenen Parameter maximale und signifikante Wellenhöhe, Abbildung 4 die Peakperiode und mittlere Periode. Zudem misst die Seegangsboje die Temperatur (Abbildung 5) nahe der Oberfläche und die Wellenlaufrichtung (Abbildung 6). An den Anlagen AV04 und AV07 wurden in verschiedenen Tiefenstufen Temperatursensoren montiert. Die Abbildung 7 zeigt den Temperaturverlauf über den gesamten Erfassungszeitraum. Aufgrund defekter Kabel wurden vermehrt Sensoren durch autarke Geräte ersetzt. Ein Vergleich zwischen den beiden Anlagen sieht man in Abbildung 8, abgebildet sind die Korrelationskoeffizienten für die Anlagen AV04 und AV07. Nahe den beiden Anlagen wurden autark messende ADCP’s platziert. Die Abbildungen 9 und 10 zeigen einen kurzen, jedoch repräsentativen Ausschnitt der Daten. Die Daten stehen im Forschungsarchiv zur Verfügung.

Seegangsportal

Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) stellt auf dem Service Portal serviceportal.bsh.de mit dem Fachverfahren SEASTATE eine umfassende Seegangsdatenbank mit qualitätsgeprüften Echtzeitdaten und anwendungsorientierten Seegangsstatistiken zur Verfügung. 

Das BSH führt seit 2012 die ozeanographischen Messungen im Testfeld alpha ventus durch. Seit 2017 werden die ozeanographischen Messungen in weitere kooperierende Offshore-Windparks ausgeweitet und Seegangsmessungen der zuständigen Landesbehörden einbezogen, um zusammen mit den übrigen vom BSH betriebenen Seegangsmessstationen ein großflächiges Seegangsmonitoringnetz aufzubauen. Das daraus entstandene Seegangsdatenzentrum hat als Ziel:

• die Bündelung von in situ Seegangsdaten aus der deutschen Nord- und Ostsee,
• eine automatische und standardisierte Qualitätskontrolle aller Seegangsdaten in (nahezu) Echtzeit,
• eine statistische Auswertung aller Seegangsdaten,

um damit eine Aufbereitung, Bewertung, Bereitstellung und Interpretation der Seegangsdaten anzubieten.

Das Seegangsportal ist über serviceportal.bsh.de zu erreichen. Eine Anleitung für externe Nutzer finden Sie hier.