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Freitag, 26.08.2016
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Riesenwellen kommen ohne Vorwarnung

Nichtlineare Effekte machen Freak Waves besonders breit und lang

Tödliche Wand aus Wasser: Ein mathematisches Modell enthüllt Neues zu den gefürchteten Riesenwellen. Diese Freak Waves sind demnach nicht nur außergewöhnlich hoch, sondern auch besonders breit und lang - sie bilden bedrohliche Wälle aus Wasser. Und sie kündigen sich nicht vorher an, sondern tauchen aus völlig normal scheinendem Seegang auf. Schuld daran sind nichtlineare Effekte, wie die Mathematiker erklären.
Eine Riesenwelle türmt sich wie aus dem Nichts vor einem Forschungsschiff auf.

Eine Riesenwelle türmt sich wie aus dem Nichts vor einem Forschungsschiff auf.

Sie kommen scheinbar aus dem Nichts: Riesenwellen, die sich plötzlich bis zu dreimal höher auftürmen als der normale Seegang. Wie ein massiver Wall aus Wasser ragen sie über einem Schiff auf und können ihm im Extremfall sogar den Untergang bringen. Wie diese Freak Waves entstehen, ist noch immer nicht eindeutig geklärt. Zwar haben mathematische Modelle eine Art dieser Wellen bereits nachgebildet, doch nach den Erkenntnissen von Meeresforschern gibt es mindestens drei verschiedene Sorten.

Wasserwände im Modell


Thomas Adcock von der University of Oxford haben nun Näheres über die Freak Waves vom Typ "Wasserwand" herausgefunden. Diese Riesenwellen ragen nicht nur besonders hoch auf, sondern scheinen auch noch ungewöhnlich lang und breit zu sein – so jedenfalls besagen es Augenzeugenberichte von Seefahrern. Dies wurde lange als bloße Übertreibung angesehen, doch die mathematischen Simulationen der Forscher bestätigen dies nun.

Wie sich zeigt, entstehen diese Wasserwälle tatsächlich ohne Vorankündigung. "Im Gegensatz zu vorhergehenden Annahmen sieht man als Beobachter auf einem Schiff keine vorangehenden höheren Wellen, die Riesenwelle kommt scheinbar aus dem Nichts", erklärt Adcock. Stattdessen sind die unmittelbar vorangehenden Wellen sogar eher kleiner als der Durchschnitt.

Höchste Welle rückt nach vorn


Die Freak Wave scheint daher wie eine senkrechte Wand aus dem normalen Seegang aufzuragen. Den Grund dafür enthüllte das Modell: Wird eine Wellengruppe zur Riesenwelle, rücken die Wellen näher zusammen und die höchste Welle wandert an die Front dieser Gruppe. Hinzu kommt, dass der Wellenkamm dieser Freak Waves deutlich breiter und länger ist als normal.


"Auch dies passt zu den anekdotischen Berichten von Seefahrern", sagt Adcock. "Sie beschreiben oft Wasserwälle, um die man unmöglich herumsteuern kann – eine Beobachtung, die von unseren Modellen bestätigt wird." Insgesamt zeigt das Modell, dass diese Riesenwellen nicht allein durch Zufall und lineare Effekt erklärbar sind, sondern dass auch nichtlineare Effekte bei ihrer Entstehung und konkreten Form eine wichtige Rolle spielen. (Proceedings of the Royal Society A, 2015; doi: 10.1098/rspa.2015.0660)
(University of Oxford, 29.12.2015 - NPO)
 
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