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Pollution of the sea by domestic and industrial wastes has become a danger to nearcoastal waters, and is extending now also into the open sea. These facts are the result of a world-wide inquiry circulated by UN specialized agencies; 71% of the coastal states replying to the inquiry stated that they had to deal with marine pollution affecting the marine fauna and flora, human health, and seaside resorts; 40% of the states proposed intergovernmental cooperation (an international convention) as a means of regulating and controlling the disposal of wastes. The present paper considers whether a classification of industrial wastes can be set up and serve as basis for negotiations. This classification should permit a clear decision whether or not a given substance may be disposed of in the sea. A classification based on the kind of the harmful effects and on certain groups of substances, which is presently being discussed on an international level, is considered insufficient for practical purposes. The same applies to a classification based on substance groups and sea areas, without distinguishing satisfactorily between the latter, and failing to allow for specific hydrographic conditions. The importance of the hydrography of different sea areas is exemplified, and a classification set up which renounces the use of substance groups but introduces a variety of criteria for assessing and arranging the individual substances in a more differentiated scheme of sea areas.

During the storm surges of the winter period 1965/66 current measurements were conducted in eight geographical positions at two, sometimes also three, different depth layers. The evaluation of the measured data yielded current fields of positive and negative storm surges (at westerly or easterly winds, respectively) and spectra of the internal motion of the German Bight in the oscillation period from 3 to 90 hours. Typical storm surge conditions with strong south-west and north-west winds prevailed in the period from 29 October to 4 November, 1965. Current meters were then placed in the following positions: Vortrapp-Tief, Außeneider, P 8, Helgoland, Elbe 1, Weser light vessel, Norderney, Borkumriff. Their recordings indicate that the transport of water into the areas off the mouths of the rivers Elbe and Weser is, at positive storm surges, effected by strong currents along the east Frisian coast. At heavy storms of 10 Beaufort, for example, they reach 90 cm/sec at 4 m below the surface off Borkumriff, and 75 cm/sec at 6 m below chart datum off Norderney. Even at 2 m above the sea floor a current of 40 cm/sec was measured under these circumstances at Borkumriff. The direction of these drift currents is rather constant even at considerably varying wind directions. Off the coast of Schleswig-Holstein the situation is far more complicated. At first, westerly winds transport the water towards the coast. But in the same manner as a large “Windstau” forms off the Elbe and Weser mouths, a strong west to north-west current develops at the Außeneider which removes the stemmed water, sometimes directly against the wind. This gradient current reaches 45 cm/sec at heavy storms. Summarizing our findings, it can be said that water masses transported towards the east Frisian islands are removed from the coast of Schlweswig-Holstein. At the Außeneider in particular in the range of the north Frisian islands, all current directions of the wind rose occur, depending on “Stau” and wind. The velocity rate lies at 25 cm/sec during heavy storm. From November 17 to 21, 1965, strong easterly winds were prevailing over the German Bight and produced “negative storm surges” (with negative “Stau”). The current measurements recorded during this time indicate a drift current of about 30 cm/sec in a westerly direction along the east Frisian islands, and a southerly gradient current of about the same rate in the area between P 8 and Außeneider. Fourier-integral-analyses of the current measurements revealed considerable long-wave oscillations in the part of the spectrum beyond the M2, if heavy storms have prevailed during the recording interval.

Zusammenfassung Vom 20. bis 24. Dezember 1954 herrschten über der südlichen Nordsee fast ununterbrochen Stürme aus west- oder nordwestlichen Richtungen. Als Folge davon trat der Wasserstand bei Cuxhaven durchschnittlich 1–2 m gegenüber der astronomischen Vorausberechnung erhöht ein. Es wird gezeigt, daß sich die Abweichung des beobachteten Wasserstandes (Windstau) von der vorausberechneten Höhe der Gezeit im wesentlichen mittels der Windbeobachtungen der deutschen Feuerschiffe berechnen läßt. Ein verbleibender Rest von etwa 20 % kann auf den Einfluß der nördlichen Nordsee zurückgeführt werden („normale Sturmflutwetterlage“). Eine Ausnahme bilden Wetterlagen, die durch das Auftreten eines Tiefdrucktroges in der Nordsee gekennzeichnet sind. Falls der Durchgang eines solchen Troges durch die Deutsche Bucht unmittelbar vor oder zur Hochwasserzeit an der deutschen Küste erfolgt, ist eine besonders gefährliche Sturmflut zu erwarten. Für die Sturmflut vom 23. Dezember1954, bei der die Gefahr einer solchen Entwicklung unmittelbar bevorstand, wird eine Sturmflutkurve unter entsprechenden meteorologischen Annahmen berechnet. Danach wäre bei Cuxhaven eine Sturmfluthöhe von 999 cm P. N. zu erwarten gewesen, das sind 31 cm höher als bei dem bisher höchsten beobachteten Wasserstand am 4. Februar 1825.

Es wird ein Überblick über die Entstehung, die geschichtliche Entwicklung und die derzeitige Organisation des Windstau- und Sturmflutwarndienstes für die deutsche Nordseeküste gegeben. Die vorbereitenden Arbeiten zur Schaffung von Vorhersageunterlagen gehen bis in die letzten Jahrzehnte des vorigen Jahrhunderts zurück. Die ersten Windstauvorhersagen wurden während des 1. Weltkrieges im internen Bereich der Kriegsmarine gemacht. Ein öffentlicher Dienst entstand aber erst 1924 bei der Deutschen Seewarte in Hamburg. Von 1937–1945 gehörte dieser dem Marineobservatorium in Wilhelmshaven an und wird seitdem vom Deutschen Hydrographischen Institut in Hamburg wahrgenommen. This paper gives an outline of the beginning, the historical development, and the present organization of the storm surge warning service for the German North Sea Coast. The preparatory work providing the necessary basic data for the prediction of storm surges reach as far back as to the last decades of the preceding century. During World War I, the first forecasts of wind effect were made for the internal use of the German Navy. It was, however, not before 1924, that a public service was established at the Deutsche Seewarte, Hamburg. From 1937 to 1945 this service was performed by the Marineobservatorium (Naval Observatory) at Wilhelmshaven and since 1945 the German Hydrographic Institute, Hamburg, is in charge of it. Dans cet article on résume le début, le développement historique et l'organisation actuelle du service d'avertiśsement de seiches de tempête pour la côte allemande de la mer du Nord. Les travaux préparatoires datent des derniers vingt à trente ans du siècle précédent. Les premières prévisions de seiches de tempête furent introduites pendant la première guerre mondiale dans le service interne de la Marine Militaire Allemande. Cependant, un service public ne fut établi qu'à partir de 1924 par la Deutsche Seewarte à Hambourg. En 1937, ce service fut relié au Marineobservatorium (Observatoire Navale) à Wilhelmshaven où il resta annexé jusqu'à 1945. Depuis ce temps-là, le Deutsches Hydrographisches Institut à Hambourg en est en charge.

Zusammenfassung Es werden für sechs Sturmflutperioden des Winters 1958/59 und eine Periode mit stürmischen ablandigen Winden stündliche Wasserstandswerte mittels der beim Sturmflutwarndienst des Deutschen Hydrographischen Instituts verwendeten Unterlagen berechnet. Die an einem Beispiel ausführlich dargelegte Methode erlaubt eine echte Vorausberechnung auf 7 Std. im voraus. Aus insgesamt 1104 berechneten stündlichen Werten der Sturmfluten ergibt sich durch Vergleich mit den beobachteten Werten ein mittlerer Fehler von ±15,4 cm. Neunzig Prozent aller Fehler liegt innerhalb von ±25 cm. Die bei der Rechnung zur Bestimmung der Gezeiten verwendete Methode der mittleren Tidenkurven wird mit dem von J. R. Rossiter [1959] in dieser Zeitschrift vorgeschlagenen Verfahren verglichen. Außerdem wird das Verhältnis zwischen N.W.- und H.W.- Stau unter gleichen meteorologischen Bedingungen, das in der Rechnung ebenfalls gebraucht wird, näher betrachtet. Dabei ergeben sich erneut Hinweise auf die Bedeutung der schwierigen topographischen Verhältnisse in der inneren Deutschen Bucht (Wattgebiete) für die Ausbildung des Windstaus unmittelbar im Küstenvorfeld.

Zusammenfassung Am 4. November 1957 wurde an den deutschen und niederländischen Küsten der Nordsee eine Störung des Gezeitenverlaufes beobachtet. Trotz eines Sturmes aus ablandiger Richtung wurde der mittlere Wasserstand bis zu mehreren Metern erhöht. Eine Analyse der Wasserstandsbeobachtungen von vierzehn Stationen ergab, daß es sich um eine fortschreitende Welle handelte, die sich im Seegebiet der südwestlichen Nordsee gebildet hatte. Es wird die Entstehung dieser Welle untersucht. Sie wird erklärt 1. aus ungewöhnlich stark ausgeprägten Luftdruckschwankungen im Küstengebiet Südostenglands und 2. aus dem besonderen Windfeld im Bereich eines Tiefdrucktroges über der südwestlichen Nordsee. Die beobachteten Durchgangszeiten der Welle stimmen mit den berechneten Werten überein; auch die beobachteten Amplituden lassen sich größenordnungsmäßig erklären. Ein Parallelfall vom 13./14. Dezember 1956 weist schließlich auf die Ähnlichkeit der Erscheinung mit den an der englischen Ostküste häufiger beobachtetenexternal surges hin, die als fortschreitende Wellen vom Atlantischen Ozean her in die Nordsee vordringen.

Zusammenfassung Aus den Wasserstandsaufzeichnungen von zwölf Schwimmer-Schreibpegeln und sechs Hochseepegeln im Gebiet der inneren Deutschen Bucht wurden durch Eliminierung des Gezeitenanteils Windstaukurven bestimmt. Der Verlauf der Kurven wurde mit der Entwicklung des Windes über der mittleren und südlichen Nordsee verglichen und teilweise in topographischen Karten dargestellt, die von sechs zu sechs Stunden die Lage des mittleren Wasserstandes in der Deutschen Bucht an Hand von „Linien gleichen Windstaus“ enthalten. Die Wirkung auflandiger und ablandiger Winde sowie des Luftdrucks wird besprochen. Die Ergebnisse werden mit den Untersuchungen anderer Autoren verglichen.

Die Einwirkung des Windes auf den Wasserstand bei Hochwasser entlang der deutschen Nordseeküste ist verschieden. Die Unterschiede des Windstaus einzelner Orte gegen einen günstig gelegenen Bezugsort (Cuxhaven) lassen sich in Abhängigkeit von Windrichtung und-stärke darstellen. Die bisher nur für die Westküste Schleswig-Holsteins veröffentlichten Ergebnisse werden für den übrigen Teil der deutschen Nordseeküste ergänzt und im einzelnen besprochen. Am Beispiel einer Sturmflut wird die Bedeutung dieses Verfahrens für eine die orographischen Bedingungen beachtende Sturmflutvorhersage dargelegt. The wind along the German coast of the North Sea has different effects on the water level at high water. The differences in height of the piling up of water at single points as compared with the piling up phenomenon at a suitable port of reference (Cuxhaven) may be interpreted as a function of the wind's direction and force. The results published so far relate to the west coast of Schleswig-Holstein only; they are now completed by those of the remaining part of the German coast of the North Sea and discussed in detail. The importance of the method for a storm surge warning service considering the orographic conditions is exemplified by a, characteristic storm surge. Sur toute la côte allemande de la mer du Nord le vent exerce des effets différents sur le niveau d'eau pendant la pleine mer. Les différences entre la montée du niveau due à la force du vent à certains points sur la côte et celle d'un port convenable de référence (Cuxhaven) se laissent représenter en fonction de la direction et de la force du vent. Les résultats qui en furent publiés jusqu'ici n'ont rapport qu'à la côte ouest du Slesvig-Holstein; ils sont complétés et précisés dans ce traité par ceux qui se rapportent à la côte entre Cuxhaven et la frontière néerlandaise. L'importance de cette méthode pour un service de prévision quotidienne du niveau de la mer qui tient compte des conditions orographiques est démontrée à l'aide d'un exemple caractéristique.

Zusammenfassung Die Einwirkung des Windes auf den Wasserstand bei Hochwasser entlang der deutschen Nordseeküste ist im allgemeinen verschieden. Die Gründe hierfür sind der ungleichmäßige Küstenverlauf und das von zahlreichen Prielen durchzogene flache Küstenvorland. Ausführliche Methoden zur Vorausberechnung des Windstaus unter Beachtung dieser morphologischen Bedingungen liegen noch nicht vor. Es wird deshalb ein Verfahren vorgeschlagen, den Windstau entlang der Küste im Anschluß an den Windstau eines geeigneten Bezugsortes zu bestimmen. Am Beispiel von acht Häfen der schleswig-holsteinischen Westküste wird gezeigt, daß dies mit gutem Erfolg möglich ist. Es wird eine Tabelle vorgelegt, die nach diesem Vorschlag beim Deutschen Hydrographischen Institut berechnet wurde und seit einiger Zeit für die Wasserstandsvorhersagen im Windstau- und Sturmflutwarndienst dieses Institutes verwendet wird. Die Tabelle enthält den Windstauunterschied der acht Orte gegen Cuxhaven in Abhängigkeit von Windrichtung und -stärke. Der Einfluß des Windes auf den Wasserstand wird für die Häfen einzeln besprochen. Die Untersuchung des Verhaltens der Häfen untereinander führt zur Aufstellung von sogenannten „Normalgefällen“. Abschließend werden Betrachtungen über die Genauigkeit des Verfahrens, die sich als befriedigend ergibt, angestellt.

Die Wirkung des Luftdrucks auf den Wasserstand an der Küste wird an einer besonderen Wetterlage untersucht. Es wird gezeigt, daß die gebräuchliche Aufstellung eines “Luftdruckfaktors”, der die Wasserstandsänderungen mit den Luftdruckschwankungen am Ort in Beziehung setzt, zu falschen Werten führen kann. Die große Streuung der von verschiedenen Autoren aufgestellten Faktoren dürfte z. T. darauf zurückzuführen sein.

Zusammenfassung Es wird der Verlauf des Wasserstandes am 9. und 10. Februar 1949 an der deutschen Nordseeküste an Hand von Pegelaufzeichnungen mehrerer Orte verfolgt. Die zugehörige Wetterlage wird mittels besonderer, zeitlich engabständiger Wetterkarten für die Deutsche Bucht untersucht. Aus der Wetterentwicklung ist der ungewöhnliche Verlauf der Sturmfluten zu erklären. Sie wurden durch das Sturmfeld eines Tiefdrucktroges hervorgerufen, das sich an der nordfriesischen Küste besonders stark auswirken konnte, weil die zugehörige Zyklone im entscheidenden Entwicklungsstadium der Sturmflut am 9. Februar nördlich von Sylt nahezu stationär die Deutsche Bucht nach Norden hin absperrte. Die Wasserstandsaufzeichnungen von Husum und Hamburg, die besonders betrachtet werden, zeigen, daβ das meteorologische Geschehen den Gezeitenablauf völlig überdecken und Höchst wasserstände unabhängig von diesem erzeugen kann.

Bei der internationalen Skagerrak-Expedition im Sommer 1966 wurden von VFS “Gauß” die Temperaturverhältnisse der oberen Wasserschichten zwischen 0 und 70 m Tiefe vom fahrenden Schiff aus auf einer Gesamtlänge von 1200 sm registriert. Einige Beispiele der Registrierungen werden gezeigt und die Eigenheiten des thermischen Aufbaues erläutert. Durch Zusammenfassung der Registrierungen werden die Aufwölbung des Tiefenwasserkörpers sowie die Intensität und Tiefenlage der thermischen Sprungschicht im gesamten Untersuchungsgebiet dargestellt. Ein Vergleich mit dem mittleren Verhalten der Sprungschicht im 53jährigen Zeitraum 1902–1954 zeigt, daß trotz aller Variabilität durch interne Bewegungsvorgänge im Skagerrak der thermische Aufbau der oberen Wasserschichten insgesamt offenbar stabil ist.

Während der Internationalen Skagerrak-Expedition im Sommer 1966 wurden die hydrographischen Verhältnisse auf dem Schnitt Kristiansand-Hanstholm viermal in Abständen von jeweils einer Woche gemessen. Es wird gezeigt, daß einige charakteristische Merkmale der verschiedenen Wasserarten dieses Seegebietes dabei stets wiederkehren, jedoch die Feinstruktur hydrographischer Schnitte durch die übliche Darstellungsweise nicht wiedergegeben werden kann. Dennoch erscheint es möglich, den Wassermassenaustausch aus der Dichteverteilung mit genügender Genauigkeit zu berechnen. Die für die verschiedenen Beobachtungszeiten berechneten Werte lassen sich in eine vernünftige Beziehung zu den vorherrschenden Winden bringen und stimmen mit den beobachteten Stromgeschwindigkeiten überein. Im Rahmen der während der Expedition durchgeführten Strombeobachtungen konnten die Stromgeschwindigkeiten im Baltischen Strom dicht unter der norwegischen Küste und — wohl zum ersten Mal — der Bodenstrom in der Norwegischen Rinne bei 400–500 m Wassertiefe gemessen werden. Die Beobachtungen werden dargestellt. Für elf langfristige Messungen von 19tägiger Dauer werden Frequenzanalysen durchgeführt. Neben den Perioden der Gezeiten ist dabei die Trägheitsperiode und eine Eigenschwingung in der Längsachse des Skagerraks festzustellen. Außerdem werden Perioden langer Dauer-44.5 und 60 Std. — beobachtet.

Es werden die Beobachtungen der Oberflächentemperatur der Nordsee, die G. Dietrich für den ICES-Atlas (Conseil Int. Explorat. Mer, ICES [1962]) aus den Jahren 1905–1954 benutzt hat, hinsichtlich der Änderungen im Gesamtzeitraum untersucht. Für alle Eingradfelder der Nordsee werden die Beobachtungen monatsweise zusammengefaßt und linear ausgeglichen. Es ergibt sich für nahezu alle Felder ein Jahresgang, wonach die Temperaturen im Spätwinter und Frühjahr sich nur wenig, im Spätsommer und Herbst dagegen teilweise beträchtlich erhöht haben. Nach den für die einzelnen Felder berechneten Änderungen der Temperatur werden Monatskarten entworfen, welche Gebiete gleicher Temperaturänderung in der Nordsee zeigen. Für einige Monate werden diese Karten wiedergegeben und besprochen. Als Faktoren, die für die Erwärmung im Untersuchungszeitraum verantwortlich gemacht werden können, werden der Einfluß des Atlantischen Ozeans, der Einfluß des durch das Skagerrak abfließenden Ostseewassers, der Einfluß des europäischen Festlandes und atmosphärische Einflüsse genannt. Dabei scheint die thermische Schichtung der Nordsee während der Sommermonate eine zusätzliche Rolle zu spielen.