Monsterwellen auf der Spur

Experte: Riesenwellen können nur durch Kumulation von Wellenbergen entstehen

Seit Jahren sind Forscher der Frage nach der Entstehung von Monsterwellen auf der Spur. Diese Riesenwellen, die Größen von über 25 Meter erreichen, sind eine Bedrohung für die Schifffahrt. Der Wissenschaftler Gerhard Fleischhacker von CEF-Austria hat nun ein Entstehungsmodell der Riesenwellen entwickelt. Demnach können diese Monsterwellen nur durch energetische Kumulation von sich „kreuzenden“ oder „gegenlaufenden“ Wellenbergen entstehen.

„Riesenwellen überschreiten das übliche Ausmaß einer sturmabhängigen Welle wesentlich“, so Fleischhacker im pressetext-Interview. Der Wissenschaftler hat auf Basis von eigenen angenäherten Experimenten versucht, die Dynamik und Entstehung von Monsterwellen herzuleiten. „Die Erhöhung der Wellenberge in einer fortlaufenden Welle kann physikalisch nur nach den Gesetzmäßigkeiten der Stoßtheorie erklärt werden. Eine sich gleichmäßig in eine Richtung fortbewegende Welle braucht zur Aufrechterhaltung der Bewegungsenergie bzw. Kompensation des Energieverlustes die Bewegungsenergie des Windes.“ Die heute maximal vorherrschenden Windverhältnisse würden aber gerade ausreichen, Wellenberge bis zu einer annähernd endlichen Höhe von zehn Meter aufzutürmen, so Fleischhacker.

„Eine unübliche Erhöhung des Wellenberges über das mindestens zwei- und mehrfache einer Mutterwelle von annähernd zehn Metern ist physikalisch nur möglich, wenn zwei energetisch annähernd gleichwertige Wellenberge in einem bestimmten Winkel zur Wellen-Front auflaufen“, erklärt der Forscher. Je nach dem Auflaufwinkel der sich „kreuzenden“ Wellenberge bestimmen die Höhe und Form wie auch die Laufrichtung die Monsterwelle. In der fiktiven Stoßfront der zusammenlaufenden Wellen, die sich aus den zeitlich und örtlich annähernden Wellenbergen bildet, werden die Wassermassen verdrängt. „Theoretisch müssten die Volumina der Wellenberge nach allen Seiten der fiktiven Stoßfront gleichmäßig abfließen. Da sich die Massen der Welleninhalte gegenseitig behindern, wird es in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit und der fiktiven Stoßfläche zu einer mehrheitlichen Verdrängung der Wassermassen nach oben führen, d. h. den Wellenberg erhöhen“, erklärt Fleischhacker. „Daher wird im Wesentlichen der Laufwinkel der beiden in einander laufenden Wellen und die Wellengeschwindigkeit, die energetische Höhe, die Laufgeschwindigkeit und Laufrichtung der Monsterwelle bestimmen.“

„Es ist physikalisch wohl nur so erklärbar, dass eine Verdrängung der Wellenberge nach oben bzw. das Anheben des Wellenberges entgegen der Schwerkraft begünstigt erfolgen wird, da eine Verdrängung der Wassermassen nach unten der Konstanz des Massenflusses entgegenwirkt“, schlussfolgert Fleischhacker. Dies bestätige auch die Erkenntnisse, dass in etwa ein Drittel der Riesenwelle unter dem Wasserspiegel liege und zwei Drittel darüber. Die Parameter, die zur Bildung einer solchen Monsterwelle beitragen ergeben sich daher aus der Höhe des Wellenberges, der (stumpfe) Winkel der richtungsorientiert aufeinander zulaufenden Wellen und der Laufgeschwindigkeit. „Der Unterschied der Laufgeschwindigkeiten der beiden Mutter-Wellen wird gemäß der erkannten Zusammenhänge, wahrscheinlich nur auf die Richtungsorientierung der Monsterwelle einen Einfluss haben“, so Fleischhacker. Die Laufgeschwindigkeit und Orientierung einer Riesenwelle werde daher im Wesentlichen nur vom „Stoßwinkel“ und der Ausgangsgeschwindigkeit der ungestörten Wellen abhängen. „Jedenfalls kann die Geschwindigkeit der Monsterwelle nur wesentlich kleiner als die Ausgangsgeschwindigkeit sein und im ungünstigsten Falle, bei zwei sich gegenläufig vereinigenden Wellenbergen gleich null werden bzw. als stehender Wellenberg enden“, erklärt der Wissenschaftler abschließend im pressetext-Interview.