Ein grauer Nebelschleier, der über einen Strand in Oregon zieht, wirkt auf Sonnenhungrige oft nur wie eine lästige Störung. Tatsächlich ist dieser Küstennebel jedoch ein entscheidender Baustein für den Wasserkreislauf der Region und für die Gesundheit ihrer Ökosysteme.
Neue Forschungsergebnisse zeigen nun, dass ganz gewöhnliche Surf-Webcams – also genau die Kameras, die Surferinnen und Surfer vor dem Rauspaddeln prüfen – Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern helfen können, Nebel deutlich kleinteiliger zu erfassen, als es mit klassischen Überwachungsmethoden meist möglich ist.
Geleitet wurde die Studie von der Universität Kalifornien in Davis (UC Davis) in Zusammenarbeit mit dem Forstdienst des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA).
Es handelt sich um die erste Untersuchung, die räumliche Unterschiede von Nebel entlang der Küste Oregons mithilfe einer Kombination aus Webcam-Bildmaterial und Wetterdaten von Flughäfen auswertet.
Eine Wolke, die den Alltag berührt
Erstautorin der Studie ist Sonya Rauschenbach, Masterstudentin in der Cloud Physics Group von Associate Professor Adele Igel an der UC Davis.
„Nebel ist eine Wolke, die das Leben der Menschen buchstäblich berührt und ausserdem die Gesundheit von Ökosystemen beeinflusst – besonders im Sommer in Oregon und Kalifornien“, sagte Rauschenbach.
„Er ist hier ein direkter Beitrag zum Wassersystem.“
Gerade deshalb ist Nebel nicht einfach nur „Wetter“, das man irgendwie umschifft.
In den trockensten Monaten des Jahres wird er zu einer wichtigen Feuchtequelle für Küstenlebensräume – und unterstützt Wälder, Bäche sowie die lokale Wasserversorgung.
Nebelmuster verändern sich mit dem Klima
Der Klimawandel dürfte die Häufigkeit von Küstennebel verändern – allerdings auf komplexe Weise, die nicht vollständig vorhersagbar ist.
Die Folgen könnten sich auf Umwelt und Naturraum ebenso auswirken wie auf Verkehrswege, die regionale Wirtschaft und die Küstenkultur insgesamt.
Um solche Veränderungen überhaupt abschätzen zu können, braucht es zunächst ein belastbares Bild davon, wie Nebel räumlich und saisonal verteilt ist – insbesondere in den Sommermonaten, in denen er als Feuchteeintrag so bedeutsam ist.
Genau hier liegt jedoch ein altes Problem: Nebel verlässlich zu messen, ist schwierig.
Satelliten liefern zwar hochaufgelöste Bilder, können aber nicht zuverlässig zwischen tatsächlichem Nebel und niedrig hängenden Wolken unterscheiden.
Messgeräte, die Nebel sehr präzise erfassen können, gibt es zwar – sie sind jedoch so teuer, dass sie nur selten in grosser Dichte eingesetzt werden.
Vor diesem Hintergrund stellte sich das Forschungsteam die Frage, ob die entlang der Küste ohnehin vorhandenen Kameras der Surf-Community eine praktikable Alternative sein könnten.
Surf-Cams als wissenschaftliches Werkzeug
In den Sommern 2022 bis 2024 sammelte das Team tagsüber Aufnahmen von fünf kommerziell betriebenen Surf-Webcams – mit Zustimmung der jeweiligen Betreiber.
Zu den Standorten gehörten Agate Beach, Otter Rock, Pacific City, Lincoln City und Cannon Beach.
Zusätzlich nutzten die Forschenden eine langfristig aufgebaute Bilddatenbank von Yaquina Head, die von der Universität des Bundesstaats Oregon (OSU) gepflegt wird. Damit umfasste das Untersuchungsgebiet insgesamt 150 Kilometer (93 Meilen) Küstenlinie in Oregon.
Um die Webcam-Beobachtungen abzusichern, wurden sie mit Wettermessungen des Kommunalflughafens Newport verglichen.
Dort kommt ein spezieller Sichtweitensensor zum Einsatz, der direkt registrieren kann, ob Nebel vorhanden ist.
Nebel tritt in kleinen Flecken auf
Die Auswertung der Bilder zeigte ein klar „fleckiges“ Muster: Nur selten lag Nebel gleichzeitig über allen Standorten.
Stattdessen trat er meist nur an einem Ort zur Zeit auf und verlagerte sich entlang der Küste über überraschend kurze Distanzen hinweg.
„Ich dachte, ich kenne seine räumlichen Muster einigermassen, aber mich hat überrascht, wie niedrig die Korrelation zwischen manchen Standorten war“, sagte Studienmitautor John Kim, biologischer Forschungswissenschaftler beim USDA-Forstdienst.
„Ich denke, das ist hilfreich für die Öffentlichkeit, die an den Strand geht, und vertieft das Rätsel für Nebelwissenschaftler.“
Nach der Standarddefinition der Studie bedeutet Nebel eine Sichtweite von unter 1 Kilometer.
Die Webcams erwiesen sich als nützlich, um einzuschätzen, ob Nebel an einem Standort im Vergleich zu einem anderen wahrscheinlich war.
Was sie jedoch nicht leisten konnten: die Sichtweite selbst exakt zu messen. Das ist eine zentrale Einschränkung, denn hier werden umfunktionierte Konsumentenkameras genutzt – und keine dafür gebauten wissenschaftlichen Instrumente.
Der Nachweis, dass das Prinzip funktioniert
„Ein wesentlicher Teil unseres Papers bestand schlicht darin zu beantworten: ‚Können wir das überhaupt machen?‘“, sagte Rauschenbach.
„Können wir mit öffentlich verfügbaren Kameras Nebel qualitativ erkennen? Das konnten wir – mit einigen Einschränkungen.“
Dieser Machbarkeitsnachweis ist bedeutsam, gerade weil spezielle Nebel-Detektionsinstrumente weiterhin sehr kostspielig sind.
Wenn frei zugängliche Webcams zuverlässig anzeigen können, wann Nebel vorhanden ist, könnten sie eine deutlich günstigere Möglichkeit bieten, Küstennebel zu überwachen.
So liessen sich Bedingungen entlang eines viel grösseren Küstenabschnitts verfolgen, als es mit teuren Sensoren allein realistisch abdeckbar wäre.
Küstennebel neu messen
Die Studie machte ausserdem eine wichtige Schwäche der heutigen Nebelerfassung sichtbar.
Flughafenbasierte Messungen erwiesen sich als durchaus brauchbarer Hinweis auf die durchschnittliche monatliche Nebelhäufigkeit entlang der Küste insgesamt.
Für die Echtzeit-Erkennung von Nebel an einem konkreten Ort reichten die am Flughafen gemessenen bodennahen Wetterbedingungen jedoch nicht aus.
Die Ergebnisse zeigen damit klar: Wer Küstennebel präzise verfolgen will, braucht mehr lokale Beobachtungen, als ein einzelner Flughafen liefern kann.
Alltägliche Surf-Webcams könnten eine bezahlbare Möglichkeit sein, ein solches Beobachtungsnetz aufzubauen.
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