Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) und der University of Oxford hat eine bahnbrechende Messmethode entwickelt, die die Überwachung von Wasserständen in Küstengebieten erheblich verbessert. Diese neue Technik ermöglicht eine genauere Erfassung der Gezeitenvariabilität und bringt Potenziale für den Küstenschutz sowie die Schifffahrt in Regionen ohne ausreichende Messstationen. In einer Studie, die sich auf eine 90 Kilometer lange Küstenlinie konzentrierte, wurde festgestellt, dass Gezeitenunterschiede von bis zu einem Meter präzise gemessen werden können.
Das Phänomen der Gezeiten ist vielen bekannt, insbesondere in Gebieten wie der Nordsee, wo das Wasser innerhalb kurzer Zeit ansteigt oder sich zurückzieht. Diese Veränderungen sind wichtig für verschiedene Anwendungen, darunter Küstenschutz, Vorhersagen von Hochwasserereignissen und die Sicherheit der Schifffahrt. Allerdings sind viele Küstenregionen nur unzureichend vermessen. Lokale Pegelstationen liefern lediglich Informationen von einzelnen Punkten, während die gängigen Satellitenmessungen oft nicht die erforderliche Genauigkeit bieten, insbesondere in Küstennähe.
Das Forschungsteam von TUM und Oxford hat eine neuartige Methode entwickelt, die Satellitendaten in innovativer Weise nutzt. Anstatt die Wassertiefe direkt zu messen, verwenden sie die Strandlinie als Referenz. Durch die Kombination der sichtbaren Wasserlinie auf Satellitenbildern mit dem bekannten Gefälle des Strandes können die Forscher den Meeresspiegel analysieren und Gezeitenunterschiede berechnen. Diese Methode ermöglicht eine Genauigkeit von bis zu 100 Metern, während herkömmliche Satellitendaten lediglich eine Auflösung von etwa zehn Kilometern bieten.
Die Ergebnisse zeigen, dass es selbst innerhalb kurzer Entfernungen signifikante Unterschiede in den Gezeiten geben kann. Thomas Monahan, einer der Hauptautoren der Studie und Research Associate an der University of Oxford, betont, dass solche Variabilitäten erhebliche Auswirkungen auf das Risiko von Küstenüberschwemmungen haben können. Kleinräumige Unterschiede in den Gezeiten können entscheidend dafür sein, ob benachbarte Gebiete bei einem Sturm überflutet werden oder nicht. Mit der Weiterentwicklung dieser Methoden könnten präzisere lokale Gezeitenprognosen erstellt werden, die den Menschen spezifische Informationen über die Gezeitenverhältnisse an ihrem Strand liefern.
Michael Hart-Davis, ein weiterer Forscher der TUM, erklärt, dass ihre Methode die Präzision lokaler Pegelstationen mit der breiten Abdeckung von Satellitenbildern kombiniert. Dies könnte dazu beitragen, Datenlücken in Küstenregionen zu schließen, in denen es bislang keine eigenen Messstationen gibt, wie beispielsweise in Teilen Afrikas oder Südostasiens. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Navigation entlang der Küste und verbessert die Fähigkeit, Flutrisiken zu berechnen, insbesondere in Kombination mit anderen Faktoren wie starkem Regen oder Sturmfluten.
Die Grundlage für die Entwicklung dieser Methode bildeten Satellitenbilder, die über einen Zeitraum von vier Jahrzehnten gesammelt wurden, einschließlich Daten des Landsat-Programms der NASA und der US Geological Survey. Die Forscher hoffen, dass durch die Integration zusätzlicher Datenquellen, wie dem europäischen Copernicus Sentinel-2-Programm, die räumliche und zeitliche Abdeckung weiter verbessert werden kann.
Die vorliegende Studie ist ein bedeutender Schritt in der Geowissenschaft und könnte dazu beitragen, die Sicherheit und Planung in Küstenregionen erheblich zu verbessern. Die neuen Erkenntnisse bieten nicht nur wertvolle Informationen für den Küstenschutz, sondern können auch dazu beitragen, die Schifffahrt in diesen dynamischen und oft schwer vorhersehbaren Umgebungen sicherer zu gestalten.
Die vollständige Veröffentlichung der Studie ist in der Fachzeitschrift „Communications: Earth and Environment“ zu finden und bietet einen detaillierten Einblick in die Methodik und die Ergebnisse der Forschung.
