Praktische Gezeitennavigation: Unterschied zwischen den Versionen

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==Links zu Gezeiten==
 
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* [http://www.bsh.de/de/Produkte/Infomaterial/Seekartennull/InfoLAT.pdf Informationen zum neuen Seekarten-Null] des BSH
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* [https://www.bsh.de/DE/PUBLIKATIONEN/_Anlagen/Downloads/Nautik_und_Schifffahrt/Sonstige-nautische-Publikationen/Neues-Seekartennull.pdf?__blob=publicationFile&v=10 Informationen zum neuen Seekarten-Null] des BSH
* [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/808.jsp Begriffserklärungen] des  BSH zu Gezeiten
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* [https://www.bsh.de/DE/THEMEN/Wasserstand_und_Gezeiten/Gezeiten/Gezeiten_node.html Begriffserklärungen] des  BSH zu Gezeiten
* [http://www.rijkswaterstaat.nl/water/scheepvaartberichten_waterdata/voorspellingen_waterdata/getijvoorspellingen/index.aspx Tidenberechnung] für die Niederlande
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* [https://www.rijkswaterstaat.nl/water/waterdata-en-waterberichtgeving/waterdata/getij/index.aspx Tidenberechnung] für die Niederlande
  
  

Aktuelle Version vom 24. Mai 2019, 22:15 Uhr

Seemannschaft

Törndurchführung

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Allgemeines

In diesem Artikel werden praxisrelevante Aspekte der sicheren Fahrt in einem Gezeitenrevier erläutert.

Die Kernpunkte der Gezeitennavigation lauten:

  1. Wieviel Wasser habe ich zu welcher Zeit an einem bestimmten Ort unter dem Kiel?
  2. Wieviel Platz habe ich zwischen Mastspitze und Brücke/Hochspannungsleitung?
  3. Welche Strömung aus welcher Richtung muss ich berücksichtigen?
  4. Welche Gefahren drohen mir wo und wann durch die Gezeiten?
  5. Welche Gefahren drohen mir durch Wetter und Gezeiten?

[Bearbeiten] Notwendige Ausrüstung

Für die Gezeitennavigation werden folgende Dinge benötigt:

  • eine halbwegs genau gehende Uhr (ist wohl selbstverständlich) und das Datum
  • eine aktuelle Gezeitentafel des Fahrtgebietes
  • aktuelle Seekarten mit den Gezeiten-Diamanten
  • ein Strömungsatlas des Fahrtgebietes
  • eine Checkliste zum Aufschreiben der relevanten Fakten (z.B. Törnplanung im Gezeitenrevier)
  • Stift und Zettel (Haftnotizen)

Als Gezeitentafeln gibt es z.B. die Admiralty Tide Tables (ATT) des United Kingdom Hydrographic Office oder die Europäischen Gezeitentafeln des Bundesamtes für Seeschiffahrt und Hydrografie - BSH und als Auszug daraus den BSH-Gezeitenkalender.


[Bearbeiten] Bestimmung der Wasserstandshöhe - 3 Methoden

Aus den Gezeitentabellen (BSH und ATT), die jeweils für einen Bezugsort jährlich berechnet sind, können die Zeiten vom Hoch- und Niedrigwasser und die dazu gehörigen Wasserstände direkt abgelesen werden.

Bei den Anschlußorten werden nach BSH und ATT vier Differenzwerte von Hoch- und Niedrigwasser jeweils zur Spring- und zur Nippzeit angegeben. Bezogen auf den aktuellen Hoch- oder Niedrigwasserstand des Bezugsortes müssen nun Hoch- und Niedrigwasser wie unten im ATT-Beispiel angegegeben berechnet werden.

Für die Bestimmung der Wasserstandshöhen zwischen Hoch- und Niedrigwasser gibt es folgende Verfahren:

Die Veränderung der Wasserstandshöhe bezogen auf die Zeit ist häufig einer Sinus-Funktion ähnlich. Hierbei können über die lineare Interpolation oder die 12er-Regel näherungsweise die Wasserstände bestimmt werden. Es gibt aber auch Änderungskurven, die nicht mathematisch beschrieben werden können. Solche Kurven finden sich z.B. in Flußmündungen und Gewässern, die nur über eine schmale Öffnung dem Meer zugänglich sind. Dann ist eine zeichnerische Ermittlung der Wasserstände aus einem Gezeitendiagramm notwendig.

  • lineare Interpolation

In Teilbereichen der Sinus-Kurve kann man mit linearen Näherungen arbeiten. Für eine erste Näherung kann man die Differenz zwischen Hoch- und Niedrigwasserpegel berechnen und das Ergebnis durch sechs teilen. Damit hat man den Anstieg oder den Fall des Wasserstandes pro Stunde berechnet. Ein wesentlicher Fehler dieser Berechnung entsteht um die Hoch- und Niedrigwasserzeiten, weil dort die Sinus-Funktion nicht mehr mit einer linearen Näherung zu beschreiben ist.

Beispiel:

25.08. 25.08.
NW HW
04:54 11:08
1,3m 5,3m

Die Differenz zwischen Niedrig- und Hochwasser beträgt am 25.8. 4,0m. Ein Sechstel davon bedeutet einem Anstieg von gut 0,65m pro Stunde. Um 08:00 beträgt die Wasserstandshöhe etwa 3 * 0,65m + 1,3m = 3,25m.

  • 12er-Regel

Eine verbesserte Näherung einer Sinus-ähnlichen Gezeitenänderung kann man mit der 12er-Regel vornehmen. Hierzu wird die Differenz zwischen Hoch- und Niedrigwasser in 12 Teile geteilt. Der Zeitraum zwischen Hoch- und Niedrigwasser wird in 6 Teile (Stunden) geteilt. Die folgende Tabelle beschreibt nun in welcher Stunde wieviel Wasserstandsänderung angenommen wird.

1. Stunde 2. Stunde 3. Stunde 4.Stunde 5. Stunde 6. Stunde
1 12tel 2 12tel 3 12tel 3 12tel 2 12tel 1 12tel

Beispiel:

25.08. 25.08.
NW HW
04:54 11:08
1,3m 5,3m

Ein 12tel der Differenz zwischen Niedrig- und Hochwasser beträgt 0.33m. Zwei Stunden nach Niedrigwasser, um 07:00, beträgt die Wasserstandshöhe 3 * 0.33m + 1,3m = 2,3m.

Im Gegensatz zu dieser Näherung würde die Berechnung nach der linearen Interpolation eine Wasserstandshöhe von 2 * 0.65m + 1,3m = 2,6m ergeben. Der Fehler beträgt also 0,3m.

  • Gezeitendiagramm /-tafel

Aus der grafischen Darstellung der Gezeitenänderung kann man die Wasserstandshöhe zu einem bestimmten Zeitpunkt ermitteln. Hierfür gibt es je nach Revierführer unterschiedliche Verfahren, die man sich vor dem Törn aus der entsprechenden Anleitung unbedingt aneignen sollte!

Beispiele: Im einfachsten Fall (z.B. BSH) ermittelt man die Wasserstandshöhe am Anschlußort direkt aus der Kurve des Bezugsortes, indem man die gewünschte Uhrzeit relativ zum Hochwasser auf der waagerechten Skala abträgt und senkrecht darüber die Wasserstandshöhe abliest. Dabei muss man meist zwischen den Kurven für Nipp- und Springzeit unterscheiden.

In anderen Gezeitendiagrammen (z.B. Diagramm im Reeds) müssen auf speziellen Skalen ober- und unterhalb der Gezeitenkurve des Bezugsortes die Wasserstände für Hoch- und Niedrigwasser des Anschlußortes eingetragen werden. Diese beiden eingezeichneten Punkte werden mit einer geraden Linie (HW-NW) verbunden. Auf einer weiteren Skala unter der Kurve ist die Zeit relativ zum Hochwasser eingetragen. Ausgehend von der gewünschten Uhrzeit zeichnet man eine senkrechte Linie nach oben bis zum Schnittpunkt mit der Gezeitenkurve, zeichnet von dort eine waagerechte Linie bis zur Linie (HW-NW) und von dort aus wieder senkrecht nach oben. Dort kann man dann die Wasserstandshöhe ablesen.
Umgekehrt kann man analog die Uhrzeit für eine bestimmte Wasserstandshöhe ermitteln.

Zur Ermittlung der Wassertiefe an einem Punkt in der Karte muss dann die Wasserstandshöhe zu der Wassertiefe in der Karte hinzugezählt werden. Ebenso ergibt die Summe aus Wasserstandshöhe und Masthöhe die benötigte Durchfahrtshöhe z.B. bei einer Brücke.

Korrekte Werte erhält man aber nur dann, wenn das Seekartennull (SKN) auch mit der Bezugshöhe der Gezeitentabellen übereinstimmt.

[Bearbeiten] Bestimmung der Hoch- und Niedrigwasserzeiten

Für einen Bezugsort können aus den jeweils jährlich berechneten Gezeitentabellen (BSH und ATT) die Hoch- und Niedrigwasserzeiten direkt abgelesen werden.

Für die Anschlußorte gibt es Tabellen, die die mittleren Zeitunterschiede der Hoch- und Niedrigwasserzeiten jeweils benennen (BSH). Im Gegensatz zu den BSH-Tabellen geben die ATT-Tabellen Zeitunterschiede zu bestimmten Zeiten vor, die dann wie unten im ATT-Beispiel angegeben berechnet werden müssen.

[Bearbeiten] Beispiel einer Vorgehensweise nach deutschen Gezeitentafeln

Wann ist in Westerplate am 24.8. das Hochwasser und mit welcher Höhe tritt es ein?

Hierfür können z.B. die BSH-Gezeitentafeln verwendet werden. Der BSH-Gezeitenkalender dagegen ist hier zur z.T. verwendbar, weil er keine Höhenunterschiede der Gezeiten liefert.

Bestimmung der Bezugszeit der Gezeitentabelle und der eigenen Uhr (UTC oder LT (local time)): --> Alle Zeiten sind in UTC angegeben.
Ermittlung des Referenzortes für das Fahrtgebiet: --> Helgoland (immer in Deutschland)
Die Gezeiten (Uhrzeit und Höhe) des Referenzortes: --> Helgoland: Hochwasser am 24.8.; um 03:45 UTC; Wasserstandshöhe 5,7m
Ermittlung des Bezugsortes für die Gezeiten-Diamanten in der Seekarte --> Auch Helgoland
Bestimmung der Gezeiten (Uhrzeit und Höhe) des Bezugsortes und Differenzen zum Referenzort

--> Differenzen zu Helgoland sind +1:05h -0,6m --> Cuxhaven: HW am 24.8. um 04:50 UTC; Wasserstandshöhe 5,1m

Bestimmung der Gezeiten (Uhrzeit und Höhe) des Anschlußortes und Differenzen zum Bezugsort

--> Differenzen zu Cuxhaven sind +0:15h -0,3m --> Westerplate: HW am 24.8. um 05:05 UTC; Wasserstandshöhe 4,8m

[Bearbeiten] Bestimmung der Gezeitenströme

Mit Hilfe eines Strömungsatlasses kann man die Strömungsstärke und -richtung in einer Position des Seegebietes für einen bestimmten Zeitpunkt ermitteln. Hier soll die Strömung für einen Punkt südöstlich von Helgoland am 24.8. um 06:00 UTC ermittelt werden.

Bestimmung der Bezugszeit der Gezeitentabelle und der eigenen Uhr (UTC oder LT (local time)): --> Alle Zeiten sind in UTC angegeben.
Ermittlung des Referenzortes für das Fahrtgebiet: --> Helgoland (immer in Deutschland)
Die Gezeiten (nur Uhrzeit) des Referenzortes: --> Helgoland: Hochwasser am 24.8. um 03:45 UTC
Spring- oder Nippzeit? --> Springzeit
Zeitpunkt für die Strombestimmung

--> 06:00 UTC, das ist etwa 2h nach HW Helgoland

Ablesen aus Strömungsatlas für 2h nach HW, Springzeit

--> Stärke 1,5 kn --> Richtung: 220°


[Bearbeiten] Beispiele von Vorgehensweisen nach britischen Gezeitentafeln (ATT)

  • Grobe Abschätzung

In manchen Revierführern steht zu den Gezeiten eines Hafen z.B. folgender Text:
-0400 Dover; ML 3.8; Duration 0545
Das bedeutet, dass das Hochwasser 4 Stunden vor dem Hochwasser Dover liegt, der mittelere Wasserstand 3.8m beträgt und das Niedrigwasser 5h und 45 min vor dem Hochwasser eintritt. Somit kann man in diesen Gewässern mit der Gezeitentabelle von Dover alle Hoch- und Niedrigwasserzeiten grob bestimmen.

  • Admiralty Tide Tables (ATT)

(in Arbeit)

Die Gezeitenangaben eines Hafens werden als Auszug aus den ATT in Form einer folgende Tabelle angegeben:

Standard Port (z.B. Plymouth)
Times Height (metres)
High Water Low Water MHWS MHWN MLWS MLWN
0300
1500
0900
2100
0200
1400
0900
2100
11.3 8.0 4.1 1.5
Difference Secondary Port (z.B. Southampton)
+0055 +0043 +0035 +0115 -4.9 -3.7 -1.7 -0.7

Diese Tabelle benennt Zeit- und Höhenunterschiede des Secondary Ports gegenüber dem Standard Port. Sie ist folgendermaßen zu lesen:
Der Zeitunterschied des Hochwassers des Secondary Port beträgt um 03:00 und 15:00 Uhr +55 min aber um 09:00 und 21:00 Uhr +43 min gegenüber dem Standard Port. Nun findet das Hochwasser natürlich nicht täglich genau zu diesen Zeiten statt. Der exakte Zeitunterschied muss also durch eine Berechnung ermittelt werden:

Für ein Hochwasser um 12:00 Uhr ist aus der Tabelle das Wertepaar (0900|+0043)=A und (1500|+0055)=B zu nehmen. Diese beiden Wertepaare können nun auf geeignetem karierten Papier in ein Koordinaten-System eingetragen werden. Hierbei wird die Uhrzeit auf der X-Achse, der Zeitunterschied auf der Y-Achse abgetragen. Durch beide Punkte wird nun eine Linie(AB) gezogen. Trägt man nun die Hochwasserzeit von 12:00 auf der X-Achse ab, zeichnet eine senkrechte Linie nach oben bis zum Schnittpunkt der Linie(AB), von dort aus eine waagerechte Linie bis zur Y-Achse, kann man dann den Zeitunterschied ablesen.

Der relative Zeitunterschied ist hier 2 min/Stunde und der absolute beträgt bei dem Hochwasser des Standard Ports um 12:00 Uhr +0049 min.

Die gleiche Berechnung/zeichnerische Ermittlung des Zeitunterschiedes ist gegebenenfalls für das Niedrigwasser ebenfalls durchzuführen.

Die Berechnung des Höhenunterschiedes erfolgt an Hand dieser Tabelle ähnlich:


Anmerkung: Diese Berechnungsweise erscheint unnötig kompliziert. Eine Kenntnis des Verfahren ist aber unabdingbar, weil es auch Gezeitenangaben gibt, die nicht sich nur um 2 min/Stunde verändern, sondern insbesondere bei Niedrigwasserzeiten in Fjorden und Flußmündungen um mehr als 10 min/Stunde. Hieraus erwächst dann schnell fast eine Stunde mehr Zeitunterschied, als auf den ersten Blick ersichtlich.

[Bearbeiten] Gefahren durch Gezeiten

Unmittelbare Gefahren sind:

  • Eine zu geringe Wassertiefe mit der Gefahr der Grundberührung, insbesondere bei Wellen
  • Strömungen, die die Manövrierfähigkeit oder den Kurs ungewollt beeinträchtigen
  • Wind- gegen Stromrichtung. Hier entsteht eine kurze steile Welle, die für ein Sportboot wie eine Wand wirken kann.
  • Gezeitenströmung an Kaps wegen ihrer Stärke
  • Gezeitenströmungen an flachen (relativ zur Umgebung) Stellen. Das können z.B. Seegatten zwischen den Nordseeinseln oder Flachs an beliebiger Stelle sein.
Diese Gefahrstellen sind entweder im Revierführer oder in der Karte (z.B. als Races oder Whirlpools) vermerkt.
  • Gegenläufige Strömungen, bei der das auf- und das ablaufende Wasser sich verwirbelt

[Bearbeiten] Begriffsdefinitionen (deutsch)

Hier werden nur die in diesem Artikel verwendeten Begriffe erklärt. Für weitergehende Erklärungen sei auf die u.a. Links verwiesen.

  • Hoch- (HW) und Niedrigwasser (NW)

Niedrigwasser ist der Zeitpunkt, bei dem der Wasserstand seinen niedrigsten Wert erreicht hat. Hochwasser ist der Zeitpunkt, bei dem der Wasserstand seinen höchsten Wert erreicht hat. Die Zeit zwischen NW und HW wird Flut genannt, die Zeit zwischen HW und NW Ebbe.

  • Spring -und Nippzeit

Die Gezeiten sind im Wesentlichen von der Schwerkraft des Mondes abhängig, aber auch die Schwerkraft der Sonne wirkt sich aus. Stehen Mond, Sonne und Erde in einer Linie im Raum, addieren sich die Schwerkräfte und es ist Springzeit, steht die Sonne rechtwinklig zur Achse Erde-Mond ist Nippzeit. Bei Springzeit (2-3 Tage nach Voll- oder Neumond) gibt es besonders hohe Hochwasser und besonders niedrige Niedrigwasser. Bei Nippzeit (2-3 Tage nach Halbmond) fällt das Hochwasser nicht so hoch und das Niedrigwasser nicht so niedrig aus. Die Auswirkungen des Windes auf die Wasserstandshöhe werden hierbei nicht betrachtet.

  • Gezeitentabelle

Hierin befinden sich Wasserstände und Zeiten für Hoch- und Niedrigwasser für einen bestimmten Ort. Die Daten in der Tabelle gelten jeweils für einen bestimmten Tag des Jahres, die Tabelle ist meist auf einen Zeitraum (Woche/Monat/Jahr) begrenzt. Zusätzlich wird auf die Mondphasen, Spring- und Nippzeit und die Bezugszeit hingewiesen.

  • Bezugszeit

Die Bezugszeit kann entweder UTC oder LT (Local Time) sein. Letztere kann zwischen Sommer- und Normalzeit unterschieden sein. Gebräuchliche Abkürzungen sind MEZ (Mitteleuropäische Zeit) und MESZ (Mitteleuropäische Sommerzeit).

  • Referenzort

Der Referenzort ist der Ort, der für ein Fahrtgebiet die Basis für alle Strom- und Gezeitenberechnungen darstellt. Für Deutschland ist das Helgoland, für Großbritannien ist das Dover.

  • Bezugsort

Dieses ist der Ort, für den berechnete Gezeitentabellen vorliegen. Die Gezeiten (Uhrzeit und Höhe des Wasserstandes) werden auch als Differenz zum Referenzort angegeben.

  • Anschlußort

Dieses ist der Ort, für den keine berechneten Gezeitentabellen vorliegen. Die Gezeiten (Uhrzeit und Höhe des Wasserstandes) werden nur als Differenz zum Bezugsort angegeben.

  • Gezeitendiagramm /-tafel

In Revierführern (z.B. Reeds) von Gezeitengewässern finden sich Gezeitendiagramme, die die täglichen Wasserstandsänderungen für einen Ort über eine zeitliche Periode (NW -> HW -> NW) hinweg darstellen. Das BSH gibt hierfür jährlich Gezeitentafeln heraus, die britische Admiralität die Admiralty Tide Tables (ATT).

  • Strömungsatlas

Der Strömungsatlas stellt die Strömungen in einem Seegebiet auf einer Karte mit Pfeilen dar. Die Richtungen der Pfeile geben die jeweiligen Richtungen der Strömungen an. Die Dicke der Pfeile und/oder die daran geschriebene Zahl benennt die Stärke der Strömung. Diese wird entweder in Knoten oder in Zehntel-Knoten angegeben! Weil bei Springzeit die Strömungen stärker sind, unterscheidet der Strömungsatlas zwischen Spring- und Nippzeit. Diese Unterscheidung kann über einen speziellen Kartensatz oder über eine zweite Zahl an der Strömungspfeilen dargestellt werden. Der Strömungsatlas zeigt in mehreren Karten ebenfalls die Strömungen zu bestimmten Zeiten. Diese Zeiten sind immer ganze Stunden vor oder nach dem Hochwasser eines Referenzortes dargestellt.

  • Gezeiten-Diamanten (Rauten) in den Seekarten

In Seekarten von Gezeitengewässern finden sich meist lila eingefärbte Diamantenzeichen mit einem innenliegenden Buchstaben. Für alle Buchstaben dieser Karte befindet sich auf der Seekarte eine Tabelle. In dieser stehen jeweils für die Position dieses Diamantzeichens die Stromstärke und -richtung zu einer relativen Zeit in ganzen Stunden vor oder nach dem Hochwasser eines Referenz- oder Bezugsortes. Weiter unterscheidet die Tabelle zwischen Nipp- und Springzeit.

[Bearbeiten] Begriffsdefinitionen (englisch)

  • Standard Port

siehe oben "Bezugsort". Die Bezugsorte nach ATT sind nicht immer identisch mit denen des BSH.

  • Secondary Port

siehe oben "Anschlußort".

  • MHWS und MLWS

Mean High Water Springs: Mittleres Hochwasser zur Springzeit
Mean Low Water Springs: Mittleres Niedrigwasser zur Springzeit

  • MHWN und MLWN

Mean High Water Neaps: Mittleres Hochwasser zur Nippzeit
Mean Low Water Neaps: Mittleres Niedrigwasser zur Nippzeit

[Bearbeiten] Hinweise und Tipps

  • Bei langen Törns sollten die Hochwasserzeiten, die für die Ermittlung der Strömungen verwendet werden, auch über das erwartete Törnende hinaus ermittelt werden, da ein Stromatlas die Ströme 6 Stunden vor und 6 Stunden nach dem Hochwasser darstellt.

[Bearbeiten] Links zu Gezeiten

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