title: Untersuchungen zur Entwicklung der Tidedynamik an der deutschen Nordseeküste – Ein Ansatz  zur Identifizierung und Quantifizierung von  Tideveränderungen durch lokale Systemänderungen
Creators: name: Ebener, Andra
name: Jänicke, Leon
name: Arns, Arne
name: Jensen, Jürgen
Publisher: name: Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (Hrsg.), via Bundesanstalt für Wasserbau
Year: 2021
Subjects: subject: FOS: Natural sciences
valueUri: http://www.oecd.org/science/inno/38235147.pdf
subject: Meeresregionen
valueUri: http://inspire.ec.europa.eu/theme/sr
subject: Bruchpunktanalyse
subject: Deutsche Bucht
subject: Hauptkomponentenanalyse
subject: lokale Effekte
subject: Nordsee

description: Die Tidedynamik und die -wasserstände an der Deutschen Nordseeküste haben sich seit der Mitte des 20. Jahrhunderts verändert. Sowohl großräumige Einwirkungen (z. B. Klimaänderungen und Meeresspiegelanstieg) als auch kleinräumige Effekte (z. B. natürliche morphologische Prozesse und anthropogene Einflüsse) haben zu diesen Entwicklungen beigetragen. Um die Ursachen und deren Beitrag zu den beobachteten Änderungen besser verstehen zu können, wurde eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, gemeinsame Anteile in den Zeitreihen aufgrund von großräumigen Einflüssen aus den Beobachtungsdaten zu separieren. Durch die Kombination verschiedener statistischer Verfahren werden aus den Aufzeichnungen der Tidekennwerte MTnw, MThw und MThb Zeitreihen generiert, die ausschließlich Änderungen aufgrund von lokalen Einwirkungen enthalten. Die detaillierte Analyse dieser lokalen Signale hinsichtlich unstetiger Veränderungen (Bruchpunkte) ermöglicht es anschließend, kleinräumige anthropogene Maßnahmen einzelnen festgestellten Entwicklungen zuzuordnen und deren Einfluss abzuschätzen. Zur Beurteilung des Einflusses werden die Veränderungen vor und nach einem festgestellten Bruchpunkt untersucht. Für diese Untersuchung wurden Tidewasserstandzeitreihen von insgesamt 21 Tidepegelstandorten mit Schwerpunkt im Bereich der Deutschen Bucht, der niederländischen und der dänischen Küste verwendet. In diesem Beitrag wird die kombinierte Anwendung von Trend-, Hauptkomponenten- und Bruchpunktanalysen für die Separierung von gemeinsamen Entwicklungen und die Abschätzung des Beitrags von lokalen Systemänderungen erläutert. Beispielhaft für die Pegel Büsum, Cuxhaven Steubenhöft und Bremerhaven werden Möglichkeiten, Grenzen und Deutung der Ergebnisse erläutert.
description: The tidal dynamics along the German North Sea coast have changed considerably since the middle of the 20th century. Various causes have led to the observed developments on different scales. Both large-scale developments (e.g. climate change and sea-level rise) and small-scale effects (e.g. morphological processes and anthropogenic influences) have contributed to these changes. In order to improve the understanding of the causes and their contribution to the observed changes, a method has been developed that allows to separate large-scale effects from the observed data. By combining different common statistical methods, time series are generated from the records of the tidal characteristics MLW, MHW and MTR, which only contain changes due to local and regional impacts. The detailed analysis of these local signals with regard to mean and abrupt changes will then allow to assign small-scale anthropogenic measures to individual developments and to estimate their impact. For this purpose, 21 tide gauge locations with a focus on the German Bight and additional two tide gauges on the Dutch and one tide gauge at the Danish coasts were investigated. This paper explains the combined application of trend, principal component and change point analyses for the separation of large-scale developments and the estimation of the contribution of small-scale system changes. Using the striking exemplary tide gauges Büsum, Cuxhaven Steubenhöft and Bremerhaven, the possibilities, limits and interpretation of the results are explained.
description: Bruchpunktanalyse, Deutsche Bucht, Hauptkomponentenanalyse, lokale Effekte, Nordsee, Scheitelwasserstände, Tidedynamik, Tidehub, Tideregime, Tidewasserstände, Zeitreihenanalyse
description: Change point detection, German Bight, principal component analysis, local effects, North Sea, peak water levels, tidal dynamic, tidal water levels, tidal range, tidal regime, time series analysis