Wissenschaft Kompakt

Gezeiten an Nord- und Ostsee, Windstau- und Sturmflutwarndienst und
amphidromische Punkte



Besonders an der Nordsee ändert sich die Wasserstandhöhe täglich - es
treten die Gezeiten Ebbe und Flut auf. Neben astronomischen Ursachen
spielt dabei auch die Wetterlage eine bedeutende Rolle. Der Deutsche
Wetterdienst am Standort Hamburg berät hierbei den Windstaudienst des
Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie mit Windprognosen,
welche dort in die Berechnung der Pegelstände an deutschen Küsten
eingehen. An drei Punkten der Nordsee bleibt der Wasserstand immer
gleich (amphidromische Punkte).



Das heutige Thema des Tages blickt in die Nachbarschaft der
Meteorologie: die Ozeanographie. Zu den eindrucksvollsten Phänomenen,
die das Meer einem Betrachter an der Küste bietet, gehören Ebbe und
Flut. Diese Änderung des Wasserstandes zeigt sich auch an der
Nordseeküste (und in subtiler Variante auch an der Ostsee). Neben
astronomischen Ursachen ist auch die Wetterlage verantwortlich dafür,
wie stark die Gezeiten ausfallen. Der Deutsche Wetterdienst am
Standort Hamburg berät hierbei den Windstaudienst des Bundesamtes für
Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) mit Windprognosen, welche dort
in die Berechnung der Pegelstände an deutschen Küsten eingehen.
Jedoch treten nicht an allen Punkten der Nordsee täglich Hoch- und
Niedrigwasser auf. Es gibt drei Punkte, an denen der Wasserstand
gleich bleibt, die sogenannten amphidromischen Punkte.
Vergleicht man den Zeitpunkt des Eintreffens eines Hochwassers an der
deutschen Nordseeküste, stellt man fest, dass die Flut auf Borkum zu
einem anderen Zeitpunkt eintrifft als in Cuxhaven oder Westerland.
Dasselbe gilt für das Niedrigwasser, die Ebbe. Warum ist das so?
Gezeiten entstehen durch gravitative Anziehung von Sonne und Mond,
die jedoch nicht gleichmäßig auf die Erde einwirken, sondern auf der
jeweils zugewandten Seite etwas stärker und auf der jeweils
abgewandten Seite etwas schwächer ausfallen. Die Unterschiede wirken
nach beiden Seiten, wobei diejenigen in und entgegengesetzt zur
Mondrichtung etwa doppelt so stark ausfallen wie die in und
entgegengesetzt zur Sonnenrichtung. Beobachtet man das Ganze von
einem festen Punkt auf der Erde, bspw. von Cuxhaven aus, wird dieser
Einfluss mit der täglichen Erdrotation ein periodischer Vorgang, der
sich zweimal jeden Tag wiederholt. Da sich der Mond zusätzlich einmal
im Monat um die Erde dreht, ist dessen periodischer Einfluss rund 20
bis 30 Minuten länger. Je nach Winkel zwischen Mond- und
Sonnenrichtung addieren sich die Wirkungen des dominierenden Mondes
und der Sonne. Mit der um die Erdachse rotierenden Streckung der Erde
hebt und senkt sich die Oberfläche periodisch. Zwischen den Punkten
stärkster Hebung und Senkung der Erde werden horizontale Komponenten
der Gezeitenkräfte angeregt, die die stärkste Ursache der
Gezeitenströmungen in den Tiefen des Ozeans ausmachen. Diese werden
durch die Kontinente und die Corioliskraft beeinflusst. So gibt es
Küstenabschnitte mit größeren und kleineren sich ändernden
periodischen Wasserständen (Tiden), die bei günstiger Stellung des
Mondes (bei Voll- und Neumond) zur Sonne auf einer Linie eine
besonders große Tide, die Springtide, und bei rechtwinkliger Stellung
von Sonne und Mond (bei Halbmond) eine besonders kleine Tide, die
Nipptide hervorrufen.
Unterschiedliche Verteilungen der Landmassen auf dem Globus
verhindern eine gleichmäßige Bewegung der Tidenwellen um die gesamte
Weltkugel, so dass sich in einzelnen Meeresbecken eine oder mehrere
stehende Wellen bilden, die durch die Corioliskraft in Rotation
gesetzt werden.
Die Nordsee selbst ist als Randmeer zu klein und flach für die
Ausbildung eigener Gezeitenwellen. Die Gezeiten werden durch
eindringende Gezeitenwellen aus dem Nordatlantik ausgelöst. Sie
laufen vom nordwestlichen Teil der Nordsee an der schottischen und
englischen Ostküste südwärts Richtung Straße von Dover. Von dort, vom
Südwestteil der Nordsee, werden sie von zur deutschen Nordseeküste
ostwärts und weiter zur dänischen Westküste nordwärts gelenkt, wo sie
im Skagerrak auslaufen. Dadurch, dass auch Gezeitenanteile durch den
Englischen Kanal in die Nordsee einlaufen können und die oben
erwähnten Gezeitenwellen hier um einen amphidromischen Punkt (siehe
unten) laufen, sind die Gezeiten in den Niederlanden teilweise
gesplittet, so dass mehrere kleinere Hoch- oder Niedrigwasser in
kürzerer Zeit ablaufen können. Typische Gezeitenunterschiede im
Bereich der deutschen Nordseeküste liegen bei 2,5 bis 4 Metern, der
größte Tidenhub an der Nordsee zeigt sich im Mündungstrichter The
Wash in Ostengland mit 6,8 Metern.
Die Ostsee als ein weitgehend geschlossenes Binnenmeer ist im
Vergleich zur Nordsee noch flacher und ihre Verbindung zum Atlantik
noch mehr begrenzt. Dementsprechend wirken gravitative Kräfte durch
Mond und Sonne weit moderater, so dass typische Änderungen der
Wasserstandshöhen hier bei 10 bis 30 Zentimetern liegen.
Meteorologische Einflüsse auf Wasserstandsschwankungen sind von
größerer Bedeutung: Starkwind kann den Wasserstand um einige
Dezimeter anheben oder senken, Luftdruckunterschiede beeinflussen die
Wasserhöhe, entsprechende Windrichtungen sorgen für eine Änderung der
Wasserverteilung und saisonale Temperaturschwankungen wirken sich auf
die Höhe des Wasserstandes aus. Letztere sind durch die Jahreszeiten
geprägt: Im Sommer herrschen vorwiegend ruhige Bedingungen, im Herbst
und Winter können Sturmtiefs für erhöhte Wasserstände sorgen.
Bedeutender sind jedoch windbedingte Veränderungen: Bei anhaltend
starkem Nordostwind wird das Wasser der Ostsee im Bereich der
deutschen Küste gestaut, was für anhaltenden höheren Wasserstand
sorgt. Im umgekehrten Fall sorgen dort anhaltende starke Südwestwinde
für niedrigere Wasserstände.
Im Bereich der Nordsee wirken Starkwinde mitunter additiv auf Hoch-
oder Niedrigwasser. Besonders die Kombination aus Flut und
anhaltendem stürmischem Nordwestwind sorgt für höhere Pegelstände,
während längerer stürmischer Südostwind bei Ebbe stärkeres
Niedrigwasser an der Nordsee bedeutet.

Vor diesem Hintergrund versorgt der Deutsche Wetterdienst im Rahmen
des Seewetterdienstes am Standort Hamburg das Kollegium im Bereich
des Windstau- und Sturmflutwarndienstes des BSH mit Windprognosen für
die deutschen Küsten, die zu Hoch- und Niedrigwasserterminen in die
Berechnungen der Pegelstände einfließen. Für die Nordsee wird im
Routinefall hierfür viermal täglich das BSH beraten, für die Ostsee
erfolgt zweimal wöchentlich eine Beratung, die dann mehrere
Vorhersagetage abdeckt. Im Bedarfsfall, beispielsweise bei einer
Sturmflut, wird die Beratung intensiviert und die Häufigkeit erhöht,
um die Vorhersage der höchsten Pegelstände der Sturmflut zu
optimieren. In einem solchen Fall ist die Ausgabe und nachfolgende
Kommunikation von Sturmflutwarnungen durch das BSH wahrscheinlich.
Der Deutsche Wetterdienst übernimmt diese Warnungen bei der
Kommunikation der Sturm-Wetterlage. Erreicht an der Nordseeküste eine
Tide eine Höhe von 1,5 bis 2,5 Meter über dem mittleren Hochwasser,
spricht man von einer Sturmflut. Eine schwere Sturmflut hat eine Höhe
von 2,5 bis 3,5 Meter über dem mittleren Hochwasser, noch höhere
Fluten bezeichnet man als sehr schwere Sturmflut. Beträgt der
Wasserstand an der Ostsee 1 bis 1,24 Meter über Normalhöhennull,
tritt dort eine leichte Sturmflut auf, bei 1,25 bis 1,49 Meter über
Normalhöhennull eine mittlere Sturmflut, bei 1,5 bis 1,99 Meter über
Normalhöhennull eine schwere Sturmflut und bei höherem Hochwasser
eine sehr schwere Sturmflut.
Nicht in allen Gebieten der Nordsee ändert sich der Wasserstand
täglich. Die oben angesprochene Rotation stehender Wellen durch die
Corioliskraft in Meeresbecken um einen Punkt herum wird als
Amphidromie bezeichnet. An diesen Punkten treffen alle Phasenlinien
einer schwingenden Wasserstandshöhe (gleiche zeitliche Phase
desselben Wasserstandes, also auch die Linien mit Ebbe
(Schwingungstal) oder Flut (Schwingungsberg) zur selben Zeit)
zusammen. Damit treten Hoch- und Niedrigwasser zusammen auf, was
Schwingungen aufhebt und zu einem permanent konstanten Wasserstand
führt. In der Nordsee findet man drei solcher amphidromischen Punkte:
einer im Südwestteil der Nordsee zwischen East Anglia (Ostanglien)
und Holland, einer im östlichen Zentralteil der Nordsee in der Mitte
der Jütlandbank zwischen Nordengland und Jütland sowie einer im
Nordostteil der Nordsee vor der norwegischen Küste bei Stavanger.

Auf den Weltmeeren findet man drei solcher amphidromischen Punkte im
Bereich des Indischen Ozeans, sechs sind im Pazifik, vier außerhalb
der Nordsee im Atlantik und zwei im Bereich des Südlichen Ozeans.
Im Gegensatz zu diesen Punkten, wo es kein Hoch- und Niedrigwasser
gibt, findet sich der größte Unterschied zwischen Ebbe und Flut, der
größte Tidenhub, mit 13 Metern an der Bay of Fundy zwischen Nova
Scotia (Neuschottland) und New Brunswick (Neubraunschweig) vor dem
Ostteil Kanadas. Bei Springflut sind es sogar 16 Meter.


Dipl.-Met. Markus Eifried

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.03.2026

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