Simulationen mit Ausbreitungsmodellen und dem hier angewendeten Tracer Verfahren, liefern detaillierte und realistische Ergebnisse über die Verdriftung und Vermischung von Wassermassen oder beigemengten Substanzen. Ebenso können mit diesen Verfahren im Wasser treibende Objekte simuliert werden. Tracermodelle können vereinfacht damit erklärt werden, dass eine Wassermasse an bestimmten Zeitpunkten und Positionen mit einer großen Gruppe (Ensemble) von „Teilchen“ (Tracern) markiert und deren Ausbreitung verfolgt wird. Den Tracern werden bestimmte Eigenschaften und Verhalten zugeordnet, welche die simulierten Wasserinhaltsstoffe modellhaft beschreiben. Die Verteilung des Ensembles wird im Wesentlichen durch das Strömungsfeld bestimmt. Sie hängt jedoch auch von einer Vielzahl weiterer Prozesse und Kenngrößen wie zum Beispiel Turbulenz, Wassertemperatur, Salzgehalt, bei Driftern an der Oberfläche auch vom Wind und teils auch von den Teilcheneigenschaften (Stoffeigenschaften) selbst ab.

Mit Tracersimulationen vergleichbar sind Naturexperimente in welchen eine Wassermasse mit Farbstoff oder kleinen treibenden Objekten markiert wird und dessen Konzentration mit aufwendiger Messtechnik verfolgt wird oder die Entwicklung des Farbflecks mittels Luftaufnahmen verfolgt wird. Solche Messungen sind jedoch sehr teuer und werden daher nur sehr selten durchgeführt.

Das OMS Ausbreitungsmodell verwendet die von dem lokalen oder regionalen Modell produzierten Ergebnisse und Daten zur Berechnung der Tracerverteilungen. Die Variationsmöglichkeiten und Unterschiede in den Ergebnissen sind praktisch unbegrenzt und eine einzelne oder wenige Fallstudien und selbst aufwendige Untersuchungen und Ausbreitungskartierungen sind kaum repräsentativ. Besonders Tide- und Küstengewässer zeichnen sich durch eine sehr hohe zeitliche und räumliche Variabilität der Ausbreitungsprozesse aus. Bereits kleine Unterschiede in Zeit- und/oder Ort der Markierung führen zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen. Ebenso sind für Notfälle wie Havarien auf See oder Ladungsverluste deren Eintrittszeit und -ort nicht vorhersehbar. Aus diesem Grund kann das Tracermodell im OMS im Bedarfsfall auf Anforderungen eingesetzt werden, sollten solche Ereignisse eintreten. Im operativen Betrieb werden die Kenndaten eines solchen Ereignisses (z.B: Zeitpunkt, Position, Art des Notfalls, Art und Eigenschaften von ins Wasser gelangten Substanzen) an das Modellsystem übermittelt und dieses produziert dann realistische und ereignisbezogene Vorhersagen. Diese können dann von Leitstellen und Personen vor Ort als Entscheidungshilfen verwendet werden.

In der oben dargestellten Fallstudienserie haben wir dies exemplarisch für einen festen Markierungsort an der Südspitze der Insel Amrum mit verschiedenen Anfangszeiten über zwei Tage simuliert und dargestellt. In der obigen Darstellung und Animation sind vier Einzelfälle zusammen dargestellt, wobei für jeden Einzellfall die Tracer mit unterschiedlichen Farben markiert sind. Die blauen Teilchen starten zuerst, die roten 3, die lila-farbigen 8 und die gelben 11 Stunden später. Im zeitlichen Verlauf und den Verteilungen der Ensembles kann man erhebliche Unterschiede erkennen. Auf der rechten Seite sind oben die korrespondierenden Strömungsgeschwindigkeiten und das Windfeld dargestellt. Die Animation darunter zeigt die Ausbreitung der Tracer nochmals zusammengefasst.