KlimwinT

Simulation und Analyse der langzeitlichen durch den Klimawandel beeinflussten wind-induzierten hydrodynamischen Transportprozesse in der deutschen Bucht und den Ästuaren

Das Projekt wurde im Rahmen der Förderbekanntmachung vom 07.08.2024 „Morphologische Entwicklungen im Kontext des Klimawandels an Nord- und Ostsee“ im Förderschwerpunkt „Forschung im Küsteningenieurwesen“ eingereicht. Die hier verortete Forschung soll das Kuratorium für Küsteningenieurwesen als Zusammenschluss der im Küsteningenieurwesen tätigen Ministerien des Bundes und der Länder bei seinen Aufgaben im Küsten- und Hochwasserschutz unterstützen.
Im Zuge des klimabedingten Meeresspiegelanstieges werden sich die hydro- und morphodynamischen Prozesse im Küstenvorfeld der Deutschen Bucht verändern. Die erwarteten Änderungen der Wassertiefe beeinflussen wiederum die Tide- und Seegangsdynamik und führen damit zu veränderten Strömungsverhältnissen und Sedimenttransporten. Um die zukünftige Entwicklung der Flachwasserbereiche darzustellen, sind hochaufgelöste prognostische Modellsimulationen (HMN-Modelle) notwendig, welche die Wechselwirkungen dieser Prozesse optimal reproduzieren, die jedoch, auf Grund hoher Rechenkapazitäten, bisher keine langfristigen regionalen und lokalen Simulationen liefern können.
Vor diesem Hintergrund wird KlimwinT mit einem für langfristige Simulationszeiten optimierten Modellsetup hydro- und morphodynamische Simulationen durchführen. Dazu werden meteorologische Variablen aus Klimaprojektionen mit Hilfe KI-basierter statistischer Verfahren für die Deutsche Bucht herunterskaliert und die gesamte physikalische Prozesskette vom Windfeld, über den Seegang, die Turbulenz, den Stofftransport bis zu den Sedimenttransportprozessen in Modellkopplungen erfasst. Die erstellten Prozessmodelle und Datensätze werden schließlich in einem weiterentwickelten hydro-morphodynamischen Modellsystem mit sehr hoher Auflösung zusammengeführt und für Zeiträume von bis zu 100 Jahren erprobt.
Die Ergebnisse fließen in Handlungsempfehlungen ein und ermöglichen eine verbesserte Bewertung der Klimaresilienz der küstennahen Infrastruktur (Häfen, Offshore-Wind etc.) für die Deutschen Bucht und deren Ästuare, sowie verbesserte Planungsgrundlagen im Hochwasserschutz und für die Entwicklung von Anpas-sungsstrategien im Küstenschutz.

• KlimwinT-A

  Langzeitliche Modellierung Hydrodynamik

  BMBF funding code	03F0999A
  Duration of funding	01.01.2026–31.12.2028
  Project partner(s)	Bundesanstalt für Wasserbau Dr.-Ing. Jessica Kelln

  Die BAW wird neben der Koordination des Projektes die Mindestanforderungen an das Modell für lange Simulationen und den Modellaufbau prüfen, hydrodynamisch-numerische Langzeitsimulationen durchführen und analysieren und abschließend das weiterentwickelte hydro-morphodynamische Modell mit Fokus auf die Transportprozesse erproben.

• KlimwinT-B

  Regionalisierung von Windfeldern aus Klilmaprojektionen

  BMBF funding code	03F0999B
  Duration of funding	01.01.2026–31.12.2028
  Project partner(s)	Deutscher Wetterdienst Dr. Axel Andersson

  Der DWD wird die regionalisierten Windfelder zur Verfügung stellen und damit durch dynamisches und statistisches Downskaling der Klimadaten die Lücke zwischen Simulationen des zukünftigen Klimas auf relativ groben räumlichen Skalen von mehreren Kilometern und der für die HMN-Modellierung benötigten weitaus feineren Auflösung im 100m-Bereich schließen.

• KlimwinT-C

  Entwicklung von Ansätzen zur Kopplung von mittleren Strömungen, Seegang und Turbulenz

  BMBF funding code	03F0999C
  Duration of funding	01.01.2026–31.12.2028
  Project partner(s)	Universität der Bundeswehr München, Institut für Hydromechanik, Wasserwirtschaft und Siedlungswasserwirtschaft Prof.-Dr.-Ing. Andreas Malcherek

  Der DWD wird die regionalisierten Windfelder zur Verfügung stellen und damit durch dynamisches und statistisches Downskaling der Klimadaten die Lücke zwischen Simulationen des zukünftigen Klimas auf relativ groben räumlichen Skalen von mehreren Kilometern und der für die HMN-Modellierung benötigten weitaus feineren Auflösung im 100m-Bereich schließen.