Kaventsmänner: Forscher erkennen Monsterwellen-Wetter

Sie werden bis zu 30 Meter hoch, zerstören selbst große Schiffe - Monsterwellen lassen sich bisher nicht vorhersagen. Nun können Forscher immerhin zeigen, unter welchen Bedingungen die gefährlichen Wasserwände entstehen. Eine Erkenntnis: Die Kaventsmänner sind erstaunlich langlebig.

Kapitän Bernd Appel ist die Angst noch immer anzumerken, Jahre nach dem Unfall: "Es wurde still, der Wind war weg. Es wurde mit einem mal gespenstisch ruhig", erzählte er Reportern. "Ein paar Sekunden später fühlten wir, wie wir schwerelos wurden. Ich bin vom Sitz abgehoben - die Kaffeemaschine hinter mir riss sich aus der Halterung raus, und dann sind wir praktisch durch eine See gefallen."

Eine riesige Wasserwand hatte sich aus dem Nordatlantik erhoben und Appels Containerschiff herumgeworfen wie ein Spielzeug. Noch vor wenigen Jahren hätte kaum jemand seinen Erzählungen geglaubt: Berichte über Monsterwellen galten als Seemannsgarn. Doch inzwischen häufen sich wissenschaftliche Beweise für ihre Existenz.

Mit Satelliten wurden zahlreiche der Riesen aufgespürt. Im Nordatlantik tauchen die meisten auf: Zwei bis drei Wasserwände pro Woche erheben sich dort aus dem Meer.

Unfälle von mehreren Frachtern und Kreuzfahrtschiffen konnten auf die Wasserwände zurückgeführt werden: Die Havarie der "Bremen" am 22. Februar 2001 etwa, die - von einer 35-Meter-Welle getroffen - manövrierunfähig im Südatlantik trieb. Auch der Untergang des Tankers "Prestige" im Herbst 2002 wurde offenbar von einer Monsterwelle verursacht. Im April 2005 wurde das Passagierschiff "Norwegian Dawn" von einem 20-Meter-Brecher beschädigt. Im Juni 2008 versenkte eine Monsterwelle ein japanisches Fischerboot; 16 Seeleute ertranken. Und vergangenen März starben zwei Passagiere an Bord des Kreuzfahrtschiffes "Louis Majesty", nachdem das Schiff von einer Riesenwelle getroffen wurde.

Seeleute richten eine bange Frage an die Wissenschaftler: Lassen sich die Kaventsmänner vorhersagen? Eine neue Studie zeigt: Nein - Monsterwellen tauchen quasi aus dem Nichts auf, berichten Bengt Eliasson und Padma Shukla von der Universität Bochum im Fachblatt "Physical Review Letters". 

Doch die Forscher haben auch eine gute Nachricht: Günstige Bedingungen für die Riesenbrecher lassen sich erkennen - es gibt ein regelrechtes Monsterwellen-Wetter. Die Berechnungen von Eliasson und Shukla zeigen, welche Zutaten nötig sind, damit sich das Meer so gewaltig auftürmt.

Giganten im Wellentank

Zuvor hatten bereits Experimente in Wellentanks ergeben, dass manche Faktoren die Entstehung von Monsterwellen fördern: Die "Freak Waves" erheben sich, wenn eine hohe Woge eine zweite von ähnlicher Wellenlänge einholt und sich mit ihr vereint. Treffen Wellenfelder aus unterschiedlichen Richtungen aufeinander, schaukeln sich Wellen mitunter zu beträchtlicher Größe auf, erkannten Forscher um Wolfgang Rosenthal vom GKSS-Forschungszentrum in Geesthacht. Starke Gegenströmung kann die Wellen noch höher heben.

Doch die Hauptfrage blieb: Warum türmen sich kleine Wellen zu einer Höhe auf, die weit größer ist als die Summe ihrer Ursprungshöhen? Experimente des Projekts Maxwave  hatten ergeben, dass sich zwei Wellen von wenigen Metern Höhe zu 20-Meter-Brechern überlagern können. "Nichtlineare Effekte" seien im Spiel, folgern Wissenschaftler: Aus zwei bekannten Größen lässt sich demnach nicht ohne Weiteres auf die dritte schließen.

Letztlich entscheidet die Energie im Wasser, ob sich eine Monsterwelle auftürmt - doch sie lässt sich nur schwer bestimmen. Anhand von mathematischen Berechnungen und Computersimulationen konnten Eliasson und Shukla nun zeigen, unter welchen Bedingungen sich so viel Energie konzentriert, dass Riesenwellen entstehen:

• Zwei Wellen, die im Winkel von 42 Grad aufeinandertreffen, werden am höchsten.
• Je schneller die Wellen sind, desto mehr Energie transportieren sie - und umso höher schaukeln sie sich auf, wenn sich mehrere Wellen überlagern.
• Treffen mehrere Wellenfelder aufeinander, werden die sich überlagernden Wellen umso größer, je ähnlicher der Abstand zwischen den Wellenbergen innerhalb der Felder ist.
• Je größer die Wellenlänge der Ursprungswellen, desto höher die Monsterwelle.
• Je höher die sich überlagernden Wellen, desto höher türmt sich die Monsterwelle. Noch höher wird sie, wenn die Ursprungswellen ähnlich groß sind.

Die Studie bestätigt damit teilweise frühere Berechnungen von Forschern um Peter Janssen vom Europäischen Zentrum für Meteorologie im britischen Reading . Demnach weist die Monsterwelle vollkommen andere Eigenschaften auf als die Summe der Ursprungswellen. Doch die wohl gruseligste Erkenntnis der Bochumer Untersuchung lautet: Ein Kaventsmann kann sich lange aufrechthalten. "Er kann minutenlang stabil bleiben", sagt Padma Shukla.

Eine Monsterwelle habe mitunter großes Beharrungsvermögen, bestätigt GKSS-Forscher Rosenthal: Selbst wenn sie in zwei Wellen zerfallen sei, baue sie sich zuweilen wieder zu vorheriger Höhe auf.

Indes: Wann und wo genau ein Kaventsmann entsteht, lässt sich trotz der neuen Daten nicht genau vorhersagen.