Freak Waves Forscher simulieren Entstehung von Monsterwellen

Monsterwellen galten lange als Seemannsgarn - doch inzwischen ist klar, dass die zerstörerischen Riesen zum Alltag auf See gehören. Jetzt haben Forscher herausgefunden, wo die sogenannten Freak Waves bevorzugt aus dem Meer wachsen.

Sie sind die Giganten des Ozeans: Monsterwellen, von Experten auch "Freak Waves" oder "Rogue Waves" genannt, können sich urplötzlich aus dem Meer erheben. Normalerweise sind sie etwa dreimal höher als die durchschnittlichen Wellen. In den seltenen Fällen, in denen sie bisher gemessen wurden, bäumten sie sich auf bis zu 20 Meter auf - was in etwa der Höhe eines sechsstöckigen Hauses entspricht.

Zwar haben Wissenschaftler mit Hilfe von Satelliten inzwischen herausgefunden, dass Monsterwellen nicht nur existieren, sondern weit häufiger vorkommen als vermutet. Im Nordatlantik tauchen die meisten von ihnen auf: Zwei bis drei Wasserwände pro Woche erheben sich dort aus dem Meer. Doch eine Vorhersage, wann und wo genau die gefährlichen Riesen auftreten können, ist bisher nicht möglich.

Jetzt haben Forscher zumindest genauer berechnet, welche Umstände die Entstehung von Freak Waves begünstigen - und wo sie demnach am ehesten auftauchen. Tim Janssen von der San Francisco State University und sein Kollege Thomas Herbers haben neue Simulationen vorgelegt, laut denen Untiefen und Strömungen die Wellen stark fokussieren können. Die Entstehung von Freak Waves könne dadurch bis zu zehnmal wahrscheinlicher werden.

Wie die Forscher im "Journal of Physical Oceanography"  schreiben, treten solche Effekte vor allem in der Nähe von Flussmündungen und Buchten auf. Aus diesem Grund sind solche Gebiete unter Surfern beliebt - doch für Schiffe können Monsterwellen äußerst gefährlich werden. Selbst Frachter und Kreuzfahrtschiffe sind vor der Gewalt der nassen Riesen nicht sicher, wie diverse Unfälle bewiesen haben. So wurde etwa der Untergang des Tankers "Prestige" im Herbst 2002 auf die Einschläge von Monsterwellen zurückgeführt. Im April 2005 wurde das Passagierschiff "Norwegian Dawn" von einem 20-Meter-Brecher beschädigt.

"In einem normalen Wellenfeld sind ungefähr drei von 10.000 Wellen Freak Waves", sagte Janssen. "In einer Fokuszone kann dieser Anteil auf drei von 1000 steigen." Und nicht nur das: Da in einem solchen Gebiet die Wellenhöhe durch die Bündelung der Energie ohnehin schon außergewöhnlich groß ist, können Monsterwellen "enorm energiereich und gefährlich" werden. Vermutlich fiel diesem Umstand auch ein japanischer Fischkutter zum Opfer, der im Februar dieses Jahres gesunken ist und 16 Seeleute in den Tod gerissen hat. In dem für hohe Wellen berüchtigten Gebiet war es, wie spätere Analysen ergaben, zur Wellen-Fokussierung durch Strömungen und Winde gekommen.

Janssen und Herbers haben sich bei ihren Simulationen nicht nur auf Küstengewässer beschränkt, sondern auch Berechnungen über die Wellenentstehung auf dem offenen Ozean und über topografischen Erscheinungen wie etwa Riffen oder Sandbänken angestellt. Das Ergebnis sei in allen Fällen ähnlich ausgefallen: Wenn sich Wellen frei entwickeln, ist die Wahrscheinlichkeit der Entstehung extremer Exemplare gering. Werden sie allerdings von Variationen der Wassertiefe oder der Strömungen fokussiert, steigt die Energie rapide an - die Wechselwirkungen zwischen den Wellen werden verstärkt, die Wahrscheinlichkeit von Freak Waves steigt.

Das gelte insbesondere dann, wenn die Fokussierung stark und abrupt ausfalle. "Wenn wir die Fokussierung langsam steigern, sind die Wechselwirkungen zwischen den Wellen zunächst schwach", erklärte Janssen. "Überschreitet die Konzentration der Energie aber einen bestimmten Grenzwert, steigt die Wechselwirkung plötzlich stark an. Monsterwellen sind dann viel wahrscheinlicher."

mbe
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