Surf-Webcams erfassen Küstennebel an Oregons Stränden

Eine graue Nebeldecke, die über einen Strand in Oregon zieht, mag für Sonnenbadende lediglich störend wirken. Tatsächlich ist sie jedoch ein wesentlicher Bestandteil des regionalen Wasserkreislaufs und der Gesundheit des Ökosystems.

Eine neue Untersuchung belegt, dass gewöhnliche Surf-Webcams – dieselben Kameras, die Surfer vor dem Gang ins Wasser prüfen – Forschenden helfen können, diesen Nebel wesentlich detaillierter zu verfolgen als mit herkömmlichen Überwachungsverfahren.

Geleitet wurde die Studie von der University of California, Davis, in Zusammenarbeit mit dem USDA Forest Service.

Es handelt sich um die erste Untersuchung, die räumliche Unterschiede von Nebel entlang der Küste Oregons mithilfe einer Kombination aus Webcam-Bildern und Wetterdaten von Flughäfen analysiert.

Eine Wolke mit direktem Einfluss auf den Alltag

Die Erstautorin der Studie, Sonya Rauschenbach, ist Doktorandin in der Arbeitsgruppe Wolkenphysik von Adele Igel, außerordentliche Professorin an der UC Davis.

„Nebel ist eine Wolke, die das Leben der Menschen buchstäblich berührt und außerdem die Gesundheit von Ökosystemen beeinflusst – besonders während der Sommermonate in Oregon und Kalifornien“, sagte Rauschenbach.

„Er speist das Wassersystem hier direkt.“

Das ist bedeutsam, denn Nebel ist nicht bloß ein Wetterphänomen, mit dem man umgehen muss.

In den trockensten Monaten des Jahres liefert er Küstenökosystemen wichtige Feuchtigkeit und versorgt Wälder, Bäche sowie die örtliche Wasserversorgung.

Klimawandel verändert die Nebelmuster

Es wird erwartet, dass der Klimawandel die Häufigkeit von Küstennebel verändert, allerdings auf komplexe und nicht vollständig vorhersehbare Weise.

Die Folgen könnten sich auf die lokale Umwelt, Verkehrsnetze, die regionale Wirtschaft und die Küstenkultur insgesamt auswirken.

Um solche Veränderungen abschätzen zu können, braucht es zunächst ein fundiertes Verständnis der räumlichen und saisonalen Nebelmuster – insbesondere im Sommer, wenn Nebel eine so wichtige Feuchtigkeitsquelle darstellt.

Gerade die präzise Messung von Nebel war bislang jedoch immer schwierig.

Satelliten liefern zwar Bilder mit hoher Auflösung, können echten Nebel aber nicht zuverlässig von niedrig liegenden Wolken unterscheiden.

Instrumente, die Nebel wirklich präzise erfassen können, gibt es zwar, doch wegen ihrer hohen Kosten werden sie nur selten flächendeckend eingesetzt.

Angesichts dieser Lücke fragten sich die Forschenden, ob die bereits für die Surf-Community entlang der Küste installierten Webcams eine praktikable Alternative sein könnten.

Surf-Webcams werden zu wissenschaftlichen Instrumenten

In den Sommern von 2022 bis 2024 sammelte das Forschungsteam mit Einverständnis der Eigentümer tagsüber Bilder von fünf kommerziell verfügbaren Surf-Webcams.

Die Standorte waren Agate Beach, Otter Rock, Pacific City, Lincoln City und Cannon Beach.

Zusätzlich nutzten die Forschenden eine langfristige Bilddatenbank von Yaquina Head, die von der Oregon State University gepflegt wird. Dadurch erstreckte sich das Untersuchungsgebiet insgesamt über 150 Kilometer der Küste Oregons.

Zur Überprüfung der Webcam-Beobachtungen verglichen sie diese mit Wetterdaten des Newport Municipal Airport.

Dort kommt ein spezieller Sichtbarkeitssensor zum Einsatz, der das Auftreten von Nebel unmittelbar erkennen kann.

Küstennebel tritt kleinräumig und fleckenhaft auf

Die Bilder offenbarten ein ausgesprochen fleckenhaftes Muster: Nur selten lag gleichzeitig über allen Standorten Nebel.

Stattdessen trat er meist nur an einem einzelnen Ort auf und verlagerte sich über überraschend kurze Entfernungen entlang der Küste rasch.

„Ich dachte, ich hätte eine ungefähre Vorstellung von seinen räumlichen Mustern, aber ich war überrascht, wie gering die Korrelation zwischen einigen Standorten war“, sagte der Mitautor der Studie John Kim, wissenschaftlicher Mitarbeiter für biologische Forschung beim USDA Forest Service.

„Das ist vermutlich hilfreich für Menschen, die an den Strand gehen, und macht das Rätsel für Nebelforschende noch größer.“

Nach der in der Studie verwendeten Standarddefinition liegt Nebel vor, wenn die Sichtweite unter 1 Kilometer fällt.

Die Webcams erwiesen sich als nützlich, um darauf hinzuweisen, ob an einem Standort im Vergleich zu einem anderen wahrscheinlich Nebel vorhanden war.

Exakte Sichtweiten konnten sie allerdings nicht selbst messen. Das ist eine wichtige Einschränkung einer Methode, die Verbraucherkameras zweckentfremdet, statt speziell dafür ausgelegte wissenschaftliche Instrumente einzusetzen.

Der Machbarkeitsnachweis für Webcam-Messungen

„Ein zentraler Teil unserer Arbeit bestand schlicht darin, die Frage zu beantworten: ‚Können wir das machen?‘“, sagte Rauschenbach.

„Können wir öffentlich verfügbare Kameras nutzen, um Nebel qualitativ zu erkennen? Das konnten wir – mit einigen Einschränkungen.“

Das stellt einen bedeutsamen Machbarkeitsnachweis dar, insbesondere weil spezielle Instrumente zur Nebelerkennung weiterhin sehr teuer sind.

Wenn öffentlich zugängliche Webcams zuverlässig feststellen können, ob Nebel vorhanden ist, könnten sie eine deutlich kostengünstigere Möglichkeit zur Überwachung von Küstennebel bieten.

Dadurch könnten Forschende die Bedingungen entlang wesentlich größerer Küstenabschnitte erfassen, als es allein mit teuren Sensoren möglich wäre.

Küstennebel künftig anders messen

Die Studie zeigte außerdem eine bemerkenswerte Schwäche der heutigen Nebelmessung auf.

Flughafenbasierte Messungen erwiesen sich als recht guter Indikator für die durchschnittliche monatliche Nebelhäufigkeit entlang der Küste insgesamt.

Für die Echtzeiterkennung von Nebel an einem bestimmten Ort reichten die am Flughafen erfassten Wetterbedingungen am Boden jedoch nicht aus.

Die Untersuchung verdeutlicht, dass eine präzise Erfassung von Küstennebel mehr lokale Beobachtungen erfordert, als ein einzelner Flughafen liefern kann.

Alltägliche Surf-Webcams könnten eine erschwingliche Möglichkeit bieten, ein solches Netzwerk aufzubauen.