COSYNA

Warum COSYNA?

Das automatische Beobachtungs- und Modelliernetzwerk COSYNA wurde eingerichtet um die komplexen interdisziplinären Prozesse der Nordsee und der arktischen Küste besser zu verstehen, um den Einfluss anthropogener Änderungen bewerten zu können und um wissenschaftliche Infrastruktur bereitzustellen. Daten und Infrastruktur stehen allen COSYNA Partnerinstitutionen zur Verfügung. Die Hauptziele der Beobachtungen und der Messgeräteentwicklung sind (i) unser Verständnis der interdisziplinären Wechselwirkungen zwischen Physik, Biogeochemie und Ökologie der Küstengewässer zu verbessern, (ii) zu untersuchen, wie sie in der Gegenwart bestmöglich beschrieben werden können und (iii) wie sie sich in Zukunft entwickeln werden.

Die natürlichen Prozesse der Nordsee sind auf vielfältige Weise mit dem Wohlergehen menschlicher Gesellschaften verknüpft. Wiederkehrende Themen sind Transportsicherheit (z.B. Extremwellen oder Gefahrgutunfälle), Küstenschutzmaßnahmen für Sturmfluten und langsam ansteigende Meeresspiegel oder Änderungen in der Morphologie auf Grund von Sedimenttransporten. Im Rahmen von COSYNA werden Daten und Wissen aufbereitet und verschiedensten Interessengruppen in Wirtschaft, Verwaltung, Politik, Umweltschutz und der breiten Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Diese Daten und Produkte können nationale Überwachungsbehörden bei der Einhaltung der Anforderungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie und der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie unterstützen. Das Küstenbeobachtungssystem umfasst nationale und internationale Beiträge zu internationalen Programmen wie zum Beispiel COASTAL GOOS, GEOSS, GEOHAB und GMES.

Die Beobachtungsdaten werden verwendet, um die Modellsimulationen und die stündlich aktualisierten Vorhersagen des Umweltzustandes der Nordsee zu verbessern. Alle Daten sind unter www.cosyna.de zeitnah ohne Kosten öffentlich frei erhältlich.

Da COSYNA eines der dichtesten Beobachtungssystem in einer der am stärksten genutzten Küstengebiete weltweit ist, kann es eine Vorbildfunktion für andere Teile der „globalen Küste“ übernehmen. Viele globale Probleme, zum Beispiel die globale Klimaerwärmung, der Anstieg der Meeresspiegel oder die Meeresversauerung, beeinflussen vor allem die Ökosysteme und Gemeinschaften entlang der Küsten. Die Auswirkungen dieser Probleme und die Wahl der Managementmethoden, um sie anzugehen, unterscheiden sich jedoch stark von Region zu Region.

Allgemeine Ziele

Ziel von COSYNA ist, das wissenschaftliche Verständnis von hydrodynamischen Prozessen wesentlich voranzubringen, operationelle Modelle zu verbessern, Produkte für verschiedene Interessengruppen zur Verfügung zu stellen und technologische Entwicklungen, zum Beispiel automatisierte qualitätskontrollierte Routinemessungen oder Fehler- und Datenanalyse, zu unterstützen. Eine große Herausforderung ist dabei eine systemweite Integration zum Bau einer kohärenten Plattform, die dem Austausch von oder dem Zugriff auf Daten, Produkte und Infrastruktur dient.

COSYNA befasst sich mit den folgenden fundamentalen wissenschaftlichen Fragestellungen der Küstenozeanographie und der operationellen Ozeanographie:

Operationelle Fragestellungen

  • Welches sind die Schlüsselregionen, die den stärksten Einfluss auf Küstenmeere haben und was ist die optimale Strategie für Instrumentation und Beobachtung?
  • Wie kann ein Beobachtungssystem optimiert werden, um relevante und qualitativ hochwertige Informationen kostengünstig zu liefern?
  • Wie kann die große Spannbreite der relevanten räumlichen und zeitlichen Skalen von Minuten zu Jahrzehnten und von Metern zu Hunderten von Kilometern gleichzeitig erfasst werden?
  • Wie können Lücken in den Beobachtungen gefüllt werden und Modellunsicherheiten durch neue Methoden, die Beobachtungsdaten mit dynamischen Modellen und statistischen Methoden verbinden (Datenassimilation), reduziert werden?
  • Wie können Daten einfach und verständlich öffentlich zugänglich gemacht und dabei umfassend dargestellt werden?
  • Wie können verschiedene Algengruppen von Satelliten und vor Ort beobachtet werden?

Wissenschaftliche Fragestellungen

  • Was sind die relevanten kurzfristigen physikalischen Prozesse in der Nordsee und im Wattenmeer und wie beeinflussen diese die biogeochemische und biologische Dynamik?
  • Wie wichtig sind Extremereignisse (z.B. Stürme, extreme Winter) in Hinsicht auf die hydro-physikalische Umwelt im Vergleich zu regelmäßiger Gezeitendynamik und allgemeinen Trends?
  • Welche Auswirkungen haben langfristige menschgemachte Veränderungen auf natürliche Prozesse, wie Strömungen, Wellen, Temperaturen, Salzgehalt, Trübung, Versauerung der Ozeane, biologische Produktivität oder Sedimenttransporte?
  • Wie groß ist Austausch von Wärme, Frischwasser, Schwebstoffen, Nährstoffen und organischem Material zwischen Wattenmeer und der Nordsee?
  • Was verursacht Algenblüten?
  • Wie wirken sich Offshore-Windfarmen auf die physikalische Dynamik, Vermischungsprozesse, Sedimenttransport oder biogeochemische Prozesse in der Nordsee aus?