Die Gezeiten konnten nicht kontrolliert, sondern nur vorhergesagt werden. Und für einen Tag, den 6. Juni im Frühjahr 1944, war die Gezeitenvorhersage für die Strände der Normandie möglicherweise die wichtigste in der Geschichte.
Diese mit einer Maschine mit dem Spitznamen „Old Brass Brains“ erstellte Vorhersage für die französische Küste half den alliierten Streitkräften, die größte amphibische Invasion aller Zeiten durchzuführen, und verschaffte ihnen die Zeit idealer Gezeitenbedingungen, die es nicht nur einfacher machten, verminte Hindernisse zu erkennen und zu entwaffnen in der Brandung, sondern verhindern auch, dass ihr Landungsboot steckenbleibt.
Gezeitenvorhersagen sind auch heute noch wichtig. Ein Team von Wissenschaftlern der University of Miami hilft dabei, ihre Genauigkeit zu erhöhen. Sie haben ein Modell entwickelt, das kurzfristige Hochwasservorhersagen für Virginia Key erstellen kann, die 50 % genauer sind als die von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) erstellten Vorhersagen, sogar für einen Zeitraum von zehn Tagen.
„Ich hätte nie gedacht, dass dieses Tool einen solchen Erfolg erzielen würde, aber es hat es geschafft. Es ist in der Lage, den Menschen eine Vorwarnung zu geben, wenn Gezeitenüberschwemmungen eintreten werden“, sagte Nate Taminger, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Geowissenschaften, der vor vier Jahren als Student mit den Schwerpunkten Meteorologie, Meereswissenschaften und Mathematik begann, an dem Modell zu arbeiten.
Mit zwei Jahren finanzieller Unterstützung durch den South Florida Water Management District (SFWMD) leitet Taminger die Bemühungen zur Verbesserung der Wirksamkeit des Modells mit dem Ziel, regelmäßige Gezeitenvorhersagen für Lake Worth im Palm Beach County, Fort Lauderdales Port Everglades, Key West, zu erstellen. Vaca Key auf den Florida Keys, Virginia Key in der Nähe von Miami und Naples an der Südwestküste Floridas.
Aktualisierte Daten zum Anstieg des Meeresspiegels und andere meteorologische und ozeanografische Variablen machen das Gezeitenvorhersagetool effektiv. Konkret beinhaltet es drei Anpassungen der NOAA-Basis-Gezeitenvorhersagen.
„Im Moment basieren die Gezeitenvorhersagen der NOAA auf dem durchschnittlichen Meeresspiegel im Zeitraum 1983–2001. Um diesen auf den heutigen Meeresspiegel zu bringen, wird ein angemessener Ausgleich anhand eines linearen Trends über die Daten der letzten 20 Jahre vorgenommen.“ erklärte Brian McNoldy, ein leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter und Experte für tropische Wirbelstürme an der Rosenstiel School, der Taminger während seines Studiums an der Universität betreute und Teil des Teams ist, das das Modell erstellt hat.
„Dann wird der aktuelle und prognostizierte atmosphärische Oberflächendruck verwendet, um die zweite Anpassung vorzunehmen“, fuhr McNoldy fort. „Hoch- und Tiefdrucksysteme in der Atmosphäre beeinflussen die Meeresoberflächenhöhe in einem bekannten Zusammenhang: Höherer Druck verursacht eine Senke oder Delle in der Meeresoberfläche und niedrigerer Druck verursacht eine Kuppel oder Ausbuchtung in der Meeresoberfläche.“
„Schließlich wird ein multiples lineares Regressionsmodell für vier zusätzliche Umweltparameter verwendet, mit dem sich auch der Wasserstand nach oben oder unten anpassen lässt. Das Modell wird auf die verfügbare Historie jedes Gezeitenmessers trainiert, sodass es lernt, welche Umweltfaktoren eine bestimmte Reaktion hervorrufen.“ im Wasserstand an dieser Stelle.“
Taminger erläuterte die Einzelheiten des Modells während einer Konferenz zur Klimaresilienz, die im April 2022 auf dem Campus der University of Miami stattfand, und später gegenüber Beamten des SFWMD, das das Modell im Vorfeld eines jüngsten Überschwemmungsereignisses in der Region verwendete.
„Wir haben den Alarm früh und einmal ausgelöst [the model is refined]„Wir hoffen, dass die Ergebnisse für die breite Öffentlichkeit besser sichtbar sind“, sagte Todd Kimberlain, der leitende Meteorologe von SFWMD. „Es ist wichtig, dass wir bessere Gezeitenvorhersagen haben.“ Bei diesem Modell gibt es nur einen sehr kleinen Unterschied zwischen den Prognosen und dem, was tatsächlich eintritt.“
McNoldy veröffentlicht die täglichen Gezeitendiagramme des Modells für Virginia Key, Key West, Vaca Key und Lake Worth auf a öffentliche Webseite und plant, bis Dezember Gezeitenvorhersagen für Port Everglades und Naples hinzuzufügen.
Gezeitenvorhersagen seien heute genauso wichtig wie damals, als die alliierten Streitkräfte die Invasion am D-Day planten, bemerkte McNoldy. „Sie sind wichtig für die Küstenschifffahrt und den Bootssport, da einige flache Stellen bei Ebbe gefährlich sein können, bei Flut jedoch in Ordnung sind“, sagte er. „Und bei tief gelegener Küsteninfrastruktur kann das Wissen, wann mit Hochwasser zu rechnen ist und wie hoch es sein könnte, dabei helfen, sich auf mögliche Überschwemmungen vorzubereiten.“
Der Anstieg des Meeresspiegels, erklärte er, führe zu häufigeren und schwerwiegenderen Überschwemmungen. „In der Gegend von Miami steigt der Meeresspiegel durchschnittlich um etwa 0,25 Zoll pro Jahr oder etwa 7,5 Zoll in den letzten drei Jahrzehnten“, sagte McNoldy. „Von Jahr zu Jahr gibt es Höhen und Tiefen des mittleren Meeresspiegels, aber der allgemeine Trend zeigt nach oben. Das bedeutet, dass Orte jetzt bei Hochwasser überschwemmt werden, an denen vorher keine Überschwemmungen stattfanden, und Orte, an denen es früher zu Überschwemmungen kam.“ Bei Flut kommt es jetzt viel häufiger und bei tieferem Wasser vor.“
Die Wissenschaftler arbeiten daran, ihr Gezeitenvorhersagemodell zu einem Zeitpunkt zu verbessern, zu dem die jährlichen Königsfluten zurückgekehrt sind. In Kombination mit den Auswirkungen des Anstiegs des Meeresspiegels und starken Regenfällen können Königsfluten – die jedes Jahr im Herbst auftreten, wenn klimatologische, atmosphärische und ozeanische Bedingungen zu einem Anstieg des Wasserspiegels führen – die Überschwemmungen in Miami Beach noch schlimmer machen.
Professor für Atmosphärenwissenschaften Brian Soden, der auch als einer von Tamingers Fakultätsberatern fungierte und Teil des Teams ist, das das Modell entwickelt hat, sagte, das neue Prognosetool könne „Küstengemeinden dabei helfen, sich besser auf Störungen durch Königsfluten vorzubereiten und zu planen“.