Marine Environmental Characterization
Die Nutzung von Umweltdaten zur Unterstützung von Wissenschaft, Technologie und Meeresbetrieb hat sich dank langfristiger Meeresbeobachtungsstationen, unbemannter Plattformen, Satelliten- und Küstenfernerkundung, datenassimilierender numerischer Modelle und Hochgeschwindigkeitskommunikation dramatisch entwickelt. Aus qualitätskontrollierten Messungen und geschickten Vorhersagen werden regelmäßig umsetzbare Umweltinformationen gewonnen und übermittelt. Die Charakterisierung komplexer ozeanografischer Prozesse ist im Vergleich zu den Merkmalen des Binnenlandes schwieriger, da es oft schwierig ist, Beobachtungen von entlegenen und gefährlichen Orten aus zu erhalten. Ungeachtet dessen erfordern Küsten- und Meerestechnikprojekte und -operationen die Sammlung und Analyse meteorologischer und ozeanografischer Daten, um Informationslücken zu schließen, und die Durchführung numerischer Modelle zur Charakterisierung der betreffenden Regionen. Die Datenanalyse ist auch für die Integration unterschiedlicher Meeresdaten aus nationalen Archiven, In-situ-Sensoren, Bildmaterial und numerischen Modellen unerlässlich, um die Projektanforderungen zu erfüllen. Eine ganzheitliche Charakterisierung der Meeresumwelt ist für eine datengestützte Entscheidungsfindung über den gesamten wissenschaftlichen und technischen Lebenszyklus hinweg (z. B. Forschung, Produktion, Betrieb, Ende der Nutzungsdauer) unerlässlich.
Viele meereswissenschaftliche und -technische Projekte erfordern den Einsatz einer Reihe von Instrumenten und Modellen, um räumlich und zeitlich variable Prozesse zu charakterisieren, die sich auf den Betrieb auswirken können. Da bestimmte Umweltbedingungen zu strukturellen Schäden oder Betriebsstörungen beitragen, werden sie mit statistischen Parametern beschrieben, die für technische Zwecke standardisiert wurden. Die statistische Beschreibung sollte sowohl die extremen Bedingungen als auch die lang- und kurzfristige Variabilität beschreiben. Diese Daten können auch zur Verifizierung und Validierung von Modellen und Simulationen verwendet werden. Die Umweltcharakterisierung erstreckt sich auf die Region, in der technische Projekte oder maritime Operationen stattfinden. Für Schiffe, die auf verschiedenen Seewegen verkehren, sind maritime Datenbanken und Modelle für die Beschreibung der Umweltbedingungen unerlässlich. Die Daten, die für die Planung und den Betrieb verwendet werden, müssen einen ausreichend langen Zeitraum abdecken, um saisonale bis sub-saisonale Schwankungen, mehrjährige, dekadische, multidekadische und sogar klimatologische Faktoren wie den Anstieg des Meeresspiegels, Küstenwinde, Wellen und die globale Meerestemperatur zu beschreiben. Kombinierte Datentypen sind für die Berechnung von Umweltbelastungen für die betreffende Region unerlässlich. Typische Faktoren sind Winde, Wellen, Strömungen und Gezeiten. In einigen Regionen müssen möglicherweise auch Biofouling, Erdbeben, Eis, Salzgehalt, Bodenbedingungen, Temperatur, Tsunami und Sichtbarkeit berücksichtigt werden.
Beobachtungen werden auch für numerische Vorhersagen verwendet, doch können aufgrund ungenauer physikalischer Annahmen und/oder ungenauer Ausgangsdaten Fehler auftreten, die mit zunehmender Vorhersagezeit ein inakzeptables Ausmaß erreichen können. Insgesamt sind Instrumente zur Charakterisierung der Meeresumwelt - von Beobachtungsdaten bis hin zur numerischen Modellierung - für die heutige Wissenschaft, das Ingenieurwesen und die operativen Disziplinen des Meeres von entscheidender Bedeutung.
| ISBN: | 9783031013621 |
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| Verlag: | |
| Sprache: | Englisch |
| Einband: | Taschenbuch |
| Erscheinungsjahr: | 2020 |
| Seitenzahl: | 91 |
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