Australische Wissenschaftler entdecken, was die Entstehung von Riesenwellen antreibt

Eine Expedition in die südlichsten Gewässer hat die Ursache der Rogue Waves entdeckt, die häufiger auftreten, als Wissenschaftler dachten.

Welle, Meer, Ozean — Am 1. Januar 1995 traf eine 26 m hohe Welle die norwegische Ölplattform Draupner.

Seit vielen Jahren bevölkern Riesenwellen, auch bekannt als WellenRogue Waves (Rogue Waves), die Mythologie und Folklore der Seefahrer und Küstengebiete. Doch als am 1. Januar 1995 eine 26 Meter hohe Welle die norwegische Ölplattform Draupner traf, wurde die Neugier der Wissenschaftler auf dieses Phänomen geweckt. Seitdem sind diese extremen Wellen Gegenstand zahlreicher Studien.

Die Riesenwelle von 1995, die sich in der Nordsee ereignete, war die erste, die gemessen werden konnte. Dieses Ereignis lieferte den wissenschaftlichen Beweis, dass anormale Meereswellen tatsächlich existieren.

Rebellenwellen sind riesige Wellen, die viel höher als die umgebenden Wellen sein können. Sie sind selten, können aber für Schiffe und Küsteninfrastrukturen extrem gefährlich sein. Sie gehören zu den stärksten Naturgewalten auf der Erde, und da globale Trends darauf hindeuten, dass die Meereswinde aufgrund des Klimawandels stärker werden, könnten diese Wellen noch stärker werden.

Bislang ging man davon aus, dass Schurkenwellen durch die nichtlineare Interaktion von Wellen im Ozean entstehen. Es handelte sich um eine rein statistische Frage: Obwohl die Wellen im Allgemeinen einer "normalen" oder Gauß'schen Verteilung folgen, bei der sich die Höhen eng um einen Durchschnittswert gruppieren, könnte ein zufälliges Zusammentreffen vieler solcher Wellen gelegentlich eine viel größere Welle erzeugen. Die neue Forschung hat gezeigt, dass diese Bedingung allein nicht ausreicht.

Diese Studie, die im Australischen Ozean durchgeführt wurde, der die Antarktis umgibt und für seine starken Winde und großen Wellen bekannt ist, ergab, dass der Wind ihre Entstehung beeinflussen kann.

Der Wind als Motor der tückischen Wellen

Mithilfe modernster Technologie und einer Expedition in eine der turbulentesten Ecken des Ozeans ist dem Forscherteam ein noch nie dagewesenes Kunststück gelungen: die Aufnahme von drei-dimensionalen Bildern von Meereswellen.

An Bord des südafrikanischen Eisbrechers SA Agulhas II installierten sie während ihrer Expedition in die Antarktis im Jahr 2017 Stereokameras, mit denen sie Informationen über das Verhalten von Wellen in dieser abgelegenen Region gewinnen konnten.

Tsunami, Wissenschaft, Physik — Studien zeigen, dass starke Winde die Wahrscheinlichkeit von tückischen Wellen um das Zehnfache erhöhen.

Sie entdeckten, dass in einer Meeresumgebung, in der sich mehrere Wellen zur gleichen Zeit und am gleichen Ort überlagern, die Riesenwellen nach und nach wachsen und größer, länger und schneller werden können, wenn die Windverhältnisse andauern.

Die Forscher maßen die Höhe der Wellen und die Windgeschwindigkeit und stellten fest, dass die Wellen eher unruhig waren, wenn sie jung und steil waren und von starkem Wind getrieben wurden.

"Die ruhige See und die heftigen Winde in der Antarktis können dazu führen, dass sich Riesenwellen selbst verstärken, was zu einer Häufigkeit unbändiger Wellen führt, die Wissenschaftler seit Jahren theoretisieren, aber noch nicht im Meer nachweisen konnten", so Toffoli, einer der Autoren der Studie. Theoretisch, so zeigen die Studien, könnten diese Eigenschaften die Wahrscheinlichkeit von tückischen Riesenwellen um das Zehnfache erhöhen.

Jüngste Beobachtungen zeigen, dass während der "jungen" Phase, in der die Wellen besonders empfindlich auf den Wind reagieren, einzigartige Meeresbedingungen mit rebellischen Wellen entstehen können.

Darüber hinaus kam die Studie zu dem Schluss, dass es möglich ist, das Auftreten von tückischen Wellen auf der Grundlage von Windmustern und Messungen der Meeresoberfläche vorherzusagen. Diese Schlussfolgerung ist wichtig, weil sie zur Entwicklung genauerer Vorhersagemethoden für diese Wellen beitragen könnte. Die Fähigkeit, tückische Riesenwellen vorherzusehen, ist wichtig, um die Sicherheit der Schifffahrt zu verbessern und maritime Strukturen vor möglichen Schäden zu schützen.

Quellenhinweis:

Toffoli, A. et al. Observations of Rogue Seas in the Southern Ocean. Physical Review Letters, v. 132, 2024.