OhMyWind, das Open-Source-Projekt, das die Vorbereitung einer Segeltour neu konzipieren will

Am Anfang stand bei OhMyWind eine für einen wetterbegeisterten Segler recht alltägliche Frustration: Es gibt zwar eine große Menge an Daten, die teilweise frei zugänglich sind, aber sie zusammenzuführen, um eine so konkrete Frage wie ?Wann soll ich losfahren und wie lange werde ich brauchen?? ?, schnell zu einem ziemlichen Wirrwarr. OhMyWind entstand aus diesem Problem heraus. Seitdem hat sich das Projekt zu einem Open-Source-Segelplaner entwickelt, der Wetter, Seegang, Windpolaren und Strömungen zusammenführt, um bei der Vorbereitung einer Überfahrt zu helfen.

Ein Projekt, das auf der Grundlage von Wetterdaten entstanden ist, die Seglern zur Verfügung stehen

OhMyWind ist in erster Linie ein unabhängiges Softwareprojekt. Das Prinzip basiert auf der Auswertung vorhandener Daten und nicht auf der Erstellung eigener Wettervorhersagen.

Die Winddaten werden über Open-Meteo abgerufen. Je nach Gebiet und Zeithorizont fließen verschiedene Modelle in die Datenkette ein: Arome von Météo-France, Icon-EU des DWD, ECMWF IFS und GFS der NOAA.

Diese Architektur ist eine Reaktion auf eine Realität der Meereswettervorhersage. Kein Modell bietet gleichzeitig ein sehr feines Gitter, eine weltweite Abdeckung und einen langen Vorhersagehorizont.

Arome, mit einer angegebenen Auflösung von 1,3 km in seinem Erfassungsgebiet, ist insbesondere für Kurzfristprognosen für Küstennavigatoren von Interesse. Icon-EU erweitert die Analyse auf bis zu fünf Tage. ECMWF IFS und GFS gewinnen an Bedeutung, je weiter der Zeithorizont in die Zukunft reicht.

Das Projekt beschränkt sich jedoch nicht auf die auf einer Karte angezeigte Windpfeil. Sein Ziel besteht darin, diese Daten in Informationen umzuwandeln, die sich auf die tatsächliche Bewegung eines Segelboots beziehen.

Hier wird es knifflig. Zwei Schiffe, die bei gleichem Wind denselben Hafen verlassen, brauchen nicht gleich lange, um ihr Ziel zu erreichen.

Eine Wettervorhersage in einen Segelplan umsetzen

Um vom Wetter zum Navigieren zu wechseln, muss OhMyWind eine Geschwindigkeit für das Boot angeben.

Das Projekt umfasst sieben Segelbootkategorien: Kreuzer mit einer Länge von 20, 25, 30, 40 und 50 Fuß, einen Racer-Cruiser und einen 40-Fuß-Katamaran. Jedem Typ entspricht eine Geschwindigkeitskurve.

Dieses Diagramm zeigt die theoretische Geschwindigkeit des Bootes in Abhängigkeit von der tatsächlichen Windstärke und dem Windwinkel. Auf diese Weise kann die Software zwischen Am-Wind-, Quer- und Vorwindkurs unterscheiden.

Aber eine Polare bleibt eine theoretische Darstellung. Ein Kreuzer, der für drei Wochen Urlaub beladen ist ? mit Beiboot, vollen Tanks und einem Rumpf, der eine Bürstenbehandlung nötig hat ?, segelt nicht wie das Boot, das als Referenz diente.

OhMyWind führt daher einen Leistungskoeffizienten ein, der zwischen 50 und 100 % einstellbar ist, wobei 75 % als Standardwert voreingestellt sind. So kann der Segler das Modell schrittweise an das Verhalten anpassen, das er auf seinem eigenen Boot beobachtet.

Das Projekt sieht auch den Einsatz des Motors vor. Der Nutzer kann die Segelgeschwindigkeit festlegen, ab der er den Motor startet, sowie dessen Fahrgeschwindigkeit. Die Routenberechnung berücksichtigt dann diesen Wechsel, sobald der Wind nachlässt.

Es geht nicht darum, jedes Manöver an Bord nachzubilden. Insbesondere wird der Treibstoffverbrauch nicht berechnet. Das Modell soll vielmehr verhindern, dass eine sommerliche Windflaute eine mehrstündige Fahrt künstlich in eine endlose Überfahrt verwandelt.

OhMyWind will dem Segler die Routenwahl nicht abnehmen

Die Ausrichtung des Projekts sollte näher erläutert werden. Trotz der Berechnungen der Fahrzeiten versteht sich OhMyWind nicht als Routenplaner, der automatisch die optimale Route ermittelt.

Es werden nicht unzählige virtuelle Routen berechnet, um diejenige auszuwählen, mit der man theoretisch am schnellsten ans Ziel käme.

Der Segler legt seine Route fest. OhMyWind analysiert diese Route anschließend.

Die Route ist in Teilabschnitte unterteilt, die in der Regel etwa 10 Meilen lang sind. Das System ermittelt die zu erwartenden Bedingungen auf diesen Abschnitten, bestimmt den Windwinkel relativ zum Kurs und greift auf die Polare des Bootes zurück.

Auch das Kreuzen wird berücksichtigt. Befindet sich das Ziel zu nahe am Wind, um direkt erreicht zu werden, ermittelt das Programm anhand der VMG einen effizienten Kurswinkel und schätzt anschließend den tatsächlich erzielten Fortschritt in die gewünschte Richtung.

Und diese Unterscheidung hat eine wichtige Konsequenz: Eine vom Freizeitkapitän vorgeschlagene Route kann dennoch eine schlechte Route sein. Eine numerische Berechnung bestätigt weder ihre Sicherheit noch ihre nautische Eignung.

Die französischen Strömungen verleihen dem Projekt eine stärker lokale Dimension

OhMyWind ist weltweit tätig, ein Teil der Entwicklung konzentriert sich jedoch auf die französischen Küsten am Ärmelkanal und am Atlantik.

Der Grund lässt sich in einem Wort zusammenfassen: Strom.

Ein globales ozeanografisches Modell mag ausreichen, um die großen Strukturen auf offener See zu beschreiben. Es erweist sich jedoch als weitaus weniger geeignet, wenn es darum geht, die Durchfahrt durch den Raz de Sein, den Fromveur oder eine Meerenge vorzubereiten, in der sich die Strömung auf einer kurzen Strecke konzentriert.

Im Rahmen des Projekts wurde daher ein Wasserfall aus drei Quellen angelegt.

Auf der ersten Ebene befinden sich die C2D-Gezeitenstrom-Atlanten des SHOM. Neun Atlanten umfassen etwa 13.000 Messpunkte, die sich insbesondere auf den Ärmelkanal, die Bretagne und die Atlantikküste verteilen.

Wenn diese Daten den betreffenden Punkt nicht abdecken, verwendet OhMyWind die harmonischen MARC-PREVIMER-Atlasdaten. Deren Rasterweite beträgt in bestimmten Gebieten des Finistère und der südlichen Bretagne bis zu 250 m.

Schließlich gewährleistet das SMOC-Produkt des Copernicus Marine Service, das von Open-Meteo vertrieben wird, eine weltweite Abdeckung mit einer Auflösung von etwa 8 km.

Diese Hierarchie ermöglicht es vor allem, ein ganz konkretes Problem zu lösen. In bestimmten Passagen stellt die Strömung nicht nur eine kleine Korrektur des ETA dar. Sie bestimmt den gesamten Kurs.

OhMyWind projiziert den Strom also auf die Fahrtrichtung des Bootes. Die Geschwindigkeit durch das Wasser (STW) wird somit zu einer Geschwindigkeit relativ zum Grund (SOG).

Für den Segler, der eine Küstenfahrt vorbereitet, ist dieser Teil des Vorhabens zweifellos entscheidender als die Angabe einer minengenauen voraussichtlichen Ankunftszeit (ETA). Die Wahl der falschen Strömungsphase kann viel mehr Zeit kosten als die wenigen Zehntel Knoten, die durch eine bessere Segeleinstellung gewonnen werden.

Ein Open-Source-Projekt, das auch seine Berechnungen offenlegt

Eine weitere Besonderheit von OhMyWind ist, dass sein Quellcode unter der AGPL-3.0-or-later-Lizenz veröffentlicht wird.

Bei dieser Entscheidung geht es um mehr als nur den kostenlosen Zugang zur Software. Die Polare, die Berechnungsmethoden und der für MARC verwendete harmonische Prädiktor können im Repository des Projekts eingesehen werden.

Bei einer Software rund um das Thema Navigation ermöglicht diese Transparenz insbesondere, zu erfahren, was hinter einer Überfahrtsdauer oder einer Schwierigkeitsbewertung steckt.

Die Methodik ( https://ohmywind.fr/methodologie ) erläutert beispielsweise, wie die See die theoretische Geschwindigkeit des Segelboots verringert. Bei der Berechnung werden die signifikante Wellenhöhe und die Wellenrichtung berücksichtigt. Eine gegen den Kurs gerichtete See beeinträchtigt das Vorankommen stärker als eine von hinten kommende See.

Im Rahmen des Projekts wird den Passagen zudem eine Komplexität zwischen 1 und 5 zugewiesen. Die maximale Windgeschwindigkeit und die signifikante Wellenhöhe bilden die Grundlage für die Einstufung.

Eine Situation mit Gegenwind und Gegenströmung kann diesen Wert erhöhen, ebenso wie kurze, stark gewölbte Wellen. Das ist ein Mechanismus, der denjenigen bekannt vorkommen wird, die sich in Gebieten mit starker Strömung auskennen: 20 Knoten Wind und 2 Knoten Strömung bedeuten nicht dasselbe, je nachdem, ob sie zusammenwirken oder gegeneinander wirken.

Dieser Vermerk ist jedoch kein Sicherheitsbericht. Er berücksichtigt weder die Erfahrung der Besatzung noch deren Ermüdung, noch die Sichtverhältnisse, noch den Schiffsverkehr noch den tatsächlichen Zustand des Schiffes.

Ein Schiffsbaulabor und zugleich ein Planer

OhMyWind ist also nach wie vor ein Projekt in der Entwicklungsphase, dessen Bedeutung über die bloße Frage hinausgeht, ob die angezeigte voraussichtliche Ankunftszeit auf zehn Minuten genau stimmt.

Es vereint in einem einzigen System verschiedene Bereiche, die der Segler normalerweise getrennt voneinander handhabt: Wettervorhersagen, Wellen, Segelbootleistung, Kreuzen, Gezeitenströmung und Grundgeschwindigkeit.

Die Entscheidung für Open Source eröffnet eine weitere Dimension. Die Annahmen werden nicht nur verwendet, sondern können auch geprüft, diskutiert und geändert werden. Die Beiträge betreffen insbesondere die Polarkoordinaten und die Erweiterung der verfügbaren Daten.

Für den Segler bietet das Ergebnis vor allem eine Möglichkeit, eine Überfahrt vorzubereiten und zu vergleichen. Anschließend gilt es, das zu tun, was Segler schon lange vor dem Aufkommen der Algorithmen getan haben: den Plan mit den offiziellen Wetterdaten, den nautischen Unterlagen, dem Boot und den tatsächlichen Gegebenheiten auf See abzugleichen.

Denn OhMyWind kann die Route berechnen, die man ihm vorgibt. Er weiß aber immer noch nicht, ob die Crew Lust haben wird, acht Stunden lang kreuz und quer zu segeln.