Der Prozess der Anpassung von Modellparametern oder Sensoreinstellungen, sodass simulierte Sturmflutausgaben oder Instrumentenmessungen das beobachtete Sturmflutverhalten für eine bestimmte Menge von Ereignissen oder Bedingungen besser wiedergeben.

Prinzip

Minimierung systematischer Unterschiede zwischen modellierten und beobachteten Wasserständen durch Feinabstimmung von Parametern (z. B. Bodengleitreibung, Randforcierung, Widerstandskoeffizienten) oder Korrektur von Instrumentenbias, unter Vermeidung von Overfitting.

Demonstration

Kalibrierung eines regionalen hydrodynamischen Modells durch iteratives Anpassen von Mannings n und Windspannungskoeffizienten, bis modellierte Spitzen‑Sturmfluthöhen an mehreren Pegeln ±0,15 m der Beobachtungen entsprechen für drei historische Stürme.

Fehlanwendung

Kalibrierung nur mit einem einzigen Sturmereignis und einem Pegel durchzuführen, wodurch Modellparameter entstehen, die dieses Ereignis gut abbilden, aber bei anderen Sturmbahnen oder Jahreszeiten wegen Overfitting und nichtstationärer Prozesse versagen.

Konsequenz

Richtige Kalibrierung reduziert Modellbias und verbessert Vorhersagegenauigkeit und Zuverlässigkeit und ermöglicht glaubwürdigere Sturmflutwarnungen, Planungsrichtlinien und Schadensprojektionen.

Umkehrung

Eine Umkehr wäre gezieltes Entkalibrieren oder Einführung von Bias (De‑Kalibrierung), das zur Prüfung der Modellsensitivität gegenüber Parameterabweichungen oder zur Aufdeckung von Schwachstellen in Entscheidungsgrenzen dienen kann.

Abgrenzung

Gilt für hydrodynamische Modelle und die Anpassung von Instrumentenablesungen gegenüber Referenzmaßen; schließt strukturelle Kalibrierung von Schutzanlagen aus und ersetzt nicht die Notwendigkeit unabhängiger Validierung mit separaten Datensätzen.

Semantische Spannung

Spannung zwischen aggressivem Parametertuning zur Minimierung kurzfristiger Fehler und der Bewahrung der Generalisierbarkeit; Kalibrierung kann im Widerspruch zur Darstellung physikalischer Unsicherheit und nichtstationärer Treiber stehen.

Synthese

Sturmflutkalibrierung ist eine zielgerichtete, dokumentierte Anpassung von Modellparametern oder Sensorkorrekturen, geleitet von Beobachtungsdaten und Unsicherheitsbewusstsein, mit dem Ziel systematische Fehler zu verringern und zugleich die Modellrobustheit über plausible Sturmzustände hinweg zu erhalten.