This data set contains a time series of wind surge values (skew surge) for the Cuxhaven tide gauge for the years 1959 to 2022. The skew surge is the difference between the high water heights or low water heights from observations and tide calculations, respectively. The maximum and minimum heights are used for both the observations and the tides - regardless of the time of occurrence in the respective tide.

The observations used were verified water level data from the Waterways and Shipping Office Elbe-Nordsee (Cuxhaven), as archived yearly at the tidal information service of the Federal Maritime and Hygrographic Agency (BSH). This data is available from the Federal Waterways and Shipping Administration.

A consistent tidal calculation was carried out for the period under consideration, which is based on the current calculation scheme for official tidal predictions. The calculation method is the “Harmonic representation of inequalities”, as described in Boesch & Müller-Navarra (2019) ( https://doi.org/10.5194/os-15-1363-2019 ). The predictions for one year are based on a tidal analysis of the 19 years of water level observations ending three years before the year of the prediction. The prediction for 1959, for example, is based on the results of the tidal analysis of the observations from 1938 to 1956.

These tide calculations differ from the historical predictions as published in the tide tables. Therefore, this data set cannot be used to reproduce official statistics on historical surge values.

In the period under consideration from 1959 to 2022, there were 45169 high water and 45168 low water, based on the assumption of semi-diurnal tides. No skew surge could be calculated for 7 high water and 11 low water, as either observational data was missing or the observational data could not be clearly assigned to the tidal data.

This data set was originally generated for the development of a wind-based storm surge model for the German Bight, which is described in Schaffer et al. (2025) (submitted).

Dieser Datensatz enthält eine Zeitreihe von Windstau-Werten (skew surge) für den Pegel Cuxhaven für die Jahre von 1959 bis 2022. Der skew surge ist die jeweilige Differenz der Hochwasserhöhen bzw. Niedrigwasserhöhen aus Beobachtungen und Gezeitenberechnungen. Es werden sowohl bei den Beobachtungen als auch bei den Gezeiten jeweils die Scheitelwerthöhen verwenden - unabhängig vom Eintrittszeitpunkt in der jeweiligen Tide.

Als Beobachtungen wurden geprüfte Wasserstandsdaten vom Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt Elbe-Nordsee (Cuxhaven) verwendet, wie sie im Gezeitendienst des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) jahresweise archiviert sind. Diese Daten sind über die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes verfügbar.

Es wurde eine konsistente Gezeitenberechnung für den betrachteten Zeitraum durchgeführt, welche sich an den aktuellen Berechnungsvorschriften für die amtlichen Gezeitenvorausberechnungen orientiert. Die Berechnungsmethode ist die „Harmonische Darstellung der Ungleichheiten“, wie sie in Boesch & Müller-Navarra (2019) ( https://doi.org/10.5194/os-15-1363-2019 ) beschrieben ist. Die Vorausberechnungen für ein Jahr basieren auf einer Gezeitenanalyse der 19 Jahre an Wasserstandsbeobachtungen, die drei Jahre vor dem Jahr der Vorausberechnung enden. Die Vorausberechnung für das Jahr 1959 basiert beispielsweise auf den Ergebnissen der Gezeitenanalyse der Beobachtungen von 1938 bis 1956.

Diese Gezeitenberechnungen unterscheiden sich von den historischen Vorausberechnungen, wie sie in den Gezeitentafeln veröffentlich wurden, weil sich technische und inhaltliche Methoden über die Zeit weiterentwickelt haben. Somit kann dieser Datensatz nicht verwendet werden um amtliche Statistiken zu historischen Stau-Werten zu reproduzieren.

Im betrachteten Zeitraum von 1959 bis 2022 gab es, basierend auf der Annahme von halbtäglichen Gezeiten, 45169 Hochwasser und 45168 Niedrigwasser. Für 7 Hochwasser und 11 Niedrigwasser konnte kein skew surge berechnet werden, da entweder Beobachtungsdaten fehlten oder die Beobachtungsdaten nicht eindeutig den Gezeitendaten zugeordnet werden konnten.

Diese Daten wurden ursprünglich für die Entwicklung eines windbasierten Sturmflutmodells für die Deutsche Bucht erstellt, welches in Schaffer et al. (2025) (eingereicht) beschrieben wird.