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Wie entstehen Monsterwellen?
von Peter O. Walter







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Von einer Monsterwelle oder Freak Wave sprechen Meeresforscher immer dann, wenn die Woge mindestens doppelt so hoch ist wie eine Welle mit signifikanter Wellenhöhe. Dieser Wert ergibt sich aus dem arithmetischen Mittel der 33 höchsten von 100 aufeinanderfolgenden Wellen.

Riesenwelle ist aber nicht gleich Riesenwelle. Experten unterscheiden drei Arten von Freak Waves:
  • Kaventsmänner sind gewaltige Einzelwellen, die die normale Wellenhöhe um ein Vielfaches überschreiten und unterschiedlich geformt sein können.
  • Die Drei Schwestern bestehen aus drei kurz aufeinander folgenden Wellen, die deutlich höher sind als die restlichen Wellen.
  • Weiße Wände sind äußerst steile, fast senkrechte Wellen, die mitunter eine Breite von mehreren Kilometern einnehmen.
Gemeinsam ist allen Freak Waves, dass ihr steiler und extrem hoher Wellenkamm einem sehr tiefen, runden Wellental folgt. Anders als Tsunamis türmen sich Freak Waves im offenen Ozean auf.

Jahrhundertelang hielt man sie für Seemannsgarn: Erzählungen von bis zu vierzig Meter hohen Wellen, die mitten auf dem Ozean scheinbar aus dem Nichts anrollen und als Brecher mit fürchterlicher Gewalt alles zermalmen, was sich ihnen in den Weg stellt. "Mittlerweile wissen wir, dass solche Monsterwellen tatsächlich existieren - und dass jedes Jahr mindestens zehn schwere Schiffsunglücke auf ihr Konto gehen", sagt Heinz Günther, Wellenforscher am GKSS-Forschungszentrum in Geesthacht bei Hamburg.

111 Meter langes Vier-Sterne-Schiff, das der Monsterwelle standhielt:
Die MS Bremen der Hapag-Lloyd"
 
Die "Queen Elizabeth 2", eines der größten Passagierschiffe der Welt, geriet 1995 im Nordatlantik in eine 29 Meter Welle und überstand die Begegnung unbeschadet. Sechs Jahre danach, im Frühjahr 2001 berichteten nur innerhalb kurzer Zeit die beiden Kreuzfahrtschiffe "Caledonian Star" und "Bremen" von einer Megawelle erfasst worden zu sein. Die "Bremen" war daraufhin für zwei Stunden unmanövrierbar.

Das deutsche Kreuzfahrtschiff wurde vor vier Jahren auf seiner Reise von Feuerland nach Rio de Janeiro von einer hochhaushohen Welle überrollt (siehe Logbuch der "MS Bremen", wobei die Fenster der Kommandobrücke brachen. Die eindringenden Wassermassen zerstörten die elektrischen Geräte an Bord und lösten den Notstopp der Maschine aus. Mehr als eine halbe Stunde lang trieb der manövrierunfähige Luxusliner mit vierzig Grad Schlagseite in der tobenden See. Erst dann war ein Hilfsmotor einsatzbereit, mit dessen Hilfe sich der Havarist nach Buenos Aires schleppte. Im Logbuch vermerkte der Kapitän einen Brecher von 35 Meter Höhe.


Besonders rätselhaft scheint das Schicksal der "MS München". Das hoch moderne Frachtschiff war der Stolz der bundesdeutschen Handelsmarine und das einzige LASH-Schiff unter deutscher Flagge. Der 261 Meter lange Ozeanriese galt nach menschlichem Ermessen als unsinkbar. Das Verschwinden der "MS München" ist bis heute ein ungeklärtes Rätsel.

Am 7. Dezember 1978 verlässt der LASH-Carrier die Reede von Bremerhaven mit Ziel Savannah im US-Bundesstaat Georgia. An Bord befinden sich 28 Mann Besatzung. Es ist die 62. Reise der "MS München". Sie nimmt Kurs auf den Nordatlantik. Dort tobt seit Ende November ein heftiger Orkan, der haushohe Wellen auftürmt. Für das leistungsstarke Schiff stellt das Unwetter jedoch kein Problem dar.

Riesenwellen Maria di Leuca   Großbild klick!
Am 12. Dezember um 3.10 Uhr in der Frühe fängt der griechische Frachter "Marion" ein schwaches SOS-Signal der München auf. Der Funkspruch ist jedoch nicht vollständig zu verstehen. Sofort leitet der Funkoffizier der "Marion", Petrakes Stilianos, die größte internationale Suchaktion zur See ein. 110 Schiffe und 13 Flugzeuge beteiligen sich an der Suche.

Aufgereiht in einer weit gefächerten Suchkette durchkämmen die Helfer im Abstand von jeweils fünf Kilometern ein riesiges Gebiet im Nordatlantik. Doch lediglich ein beschädigtes Rettungsboot und einige Wrackteile treiben an der Oberfläche. Von dem mächtigen Schiff und seiner Besatzung fehlt jede Spur. Den einzigen Hinweis auf die Geschehnisse liefert das geborgene Rettungsboot.

An Bord der "MS München" war es in 20 Meter Höhe festgemacht und mit stabilen Metallbolzen gesichert. Gerade diese Bolzen sind jedoch extrem stark deformiert. Dafür gibt es nur eine Erklärung: Eine ungeheure Kraft muss das Boot frontal in seiner Verankerung getroffen und herausgerissen haben.

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"Eine derart hohe Welle kann zum Beispiel entstehen, wenn sie in eine entgegenkommende Strömung hineinläuft", sagt Günther. "Die Strömung bremst die Welle und schiebt sie zusammen, dadurch wird sie höher und steiler." Warum solche Monsterwellen sich dennoch nur vereinzelt und - anders als Tsunamis - ohne einen konkreten, erkennbaren Anlass bilden, hat der Meerestechniker Günther Clauss vom Institut für Land- und Seeverkehr der Technischen Universität Berlin erforscht. "Eine Extremwelle entsteht immer dann, wenn sich mehrere Einzelwellen zufällig an einer Stelle treffen und überlagern", sagt er. Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn kurze, hohe Wellen von längeren und damit schnelleren Wogen eingeholt werden. "Auch wenn Wellen aus verschiedenen Richtungen zusammenlaufen, bei einer Kreuzsee, können sich Freak Waves bilden", sagt Clauss.

Gemeinsam mit Kollegen aus Berlin und Hannover lässt Clauss zurzeit in einem Wellenkanal maßgeschneiderte Extremwellen entstehen. Mit Hilfe eines Computerprogramms generieren die Forscher die verschiedensten Formen: Kaventsmänner, Drei Schwestern oder auch Weiße Wände (siehe Kasten). Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziert. "Mittlerweile können wir Wellen von nahezu beliebiger Höhe und an einer vorher exakt festgelegten Stelle erzeugen", sagt Clauss. Ziel des Projekt sei es, die Prozesse, die zu Extremwellen führen, künftig noch besser zu verstehen.

Natürlich weiß auch Clauss, dass Kapitäne, die auf hoher See in eine Freak Wave geraten, von solcher Grundlagenforschung nur wenig haben. Für sie entwickelt der Meerestechniker daher zurzeit ein Computerprogramm zur Routenberatung. Die Software soll dem Schiffsführer auf der Brücke Kurse und Geschwindigkeiten anzeigen, die bei dem vorherrschenden Seegang gefährlich werden können.

In einem anderen, vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt untersucht Clauss gemeinsam mit Mitarbeitern der Flensburger Schiffbaugesellschaft und der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt, wie Fracht- und Kreuzfahrtschiffe konstruiert sein müssen, damit sie der Wucht der Brecher standhalten. Die Wissenschaftler experimentieren dafür im Wellenkanal mit Modellschiffen im Maßstab von 1: 80. Ende des Jahres wollen sie erstmals konkrete Bauanleitungen für wellenresistente Schiffe vorstellen. "Nur mit stabilen Schiffen lässt sich die Zahl der Havarien verringern, die von Extremwellen verursacht werden", sagt Clauss und fügt hinzu: "Tsunamis lassen sich vorhersagen - Freak Waves nicht."

Am GKSS bemüht man sich dennoch um eine Prognose-Methode. Im Rahmen eines von der Europäischen Union geförderten Projekts namens Maxwave haben die Forscher aus Geesthacht zusammen mit Kollegen der Lüneburger Firma Oceanwaves ein Radargerät entwickelt, das den Seegang erfasst. Das so genannte Wave Monitoring System (Wamos) zapft das bordeigene Radargerät an, das heutzutage für navigatorische Zwecke nahezu auf jedem Schiff installiert ist. In diesen Geräten wird das Echo, das die Seeoberfläche reflektiert, unterdrückt. "Gerade in diesem Signal aber steckt die Information über den Seegang", sagt Günther. "Indem wir es herausfiltern und im Computer verrechnen, erhalten wir Informationen über die Höhe, Länge und Richtung einer Welle."

Bislang ist das Wamos weltweit gerade einmal auf fünf Schiffen fest installiert. "Problematisch an dem Gerät ist, dass es bisher nur eine Reichweite von maximal zwei Kilometern hat", sagt der Geschäftsführer von Oceanwaves, Jürgen Dittmer. Das bedeutet, dass es höchstens drei Minuten dauert, bis eine herannahende Riesenwelle da ist. Auf Förderplattformen, wo Erdgas oder Erdöl auf Tanker verladen wird, mag das eine ausreichende Zeitspanne sein, um zu reagieren und zumindest die Verladung kurz zu unterbrechen. "Auf einem trägen Ozeandampfer, der seinen Kurs so schnell gar nicht zu ändern vermag, kann man aber nur noch in Deckung gehen", gibt auch Dittmer zu. Er hofft allerdings, dass sich die Reichweite des Wellenradars künftig vergrößern lässt.

Ehrgeiziges Ziel der Forscher am GKSS ist jetzt eine Art Wellenvorhersage, die von den meteorologischen Diensten verbreitet wird. "In Südafrika gibt es so etwas bereits", sagt Günther. Allerdings basiere das südafrikanische System völlig auf Erfahrung: "Dort kennen die Meteorologen die Wetterlagen, bei denen die Gefahr von Freak Waves besonders hoch ist." In Frankreich hingegen hat der Wetterdienst Météo France - anhand verschiedener Parameter wie Länge und Richtung einzelner Wellen - Karten zur Vorhersage von Freak Waves entwickelt. "Die Richtigkeit dieser Prognosen wird zurzeit überprüft", sagt Günther. Ob sich zum vorhergesagten Zeitpunkt an einer bestimmten Stelle tatsächlich eine Riesenwelle gebildet hat, lässt sich beispielsweise mit Hilfe von Radarsatelliten überwachen. "Für eine lückenlose Beobachtung der Ozeane wären allerdings mindestens fünf Satelliten notwendig", sagt Susanne Lehner von der Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science der University of Miami. Dazu aber fehlt derzeit das Geld.

Günther und seine Kollegen am GKSS wollen daher zunächst einmal bestehende Satellitendaten auswerten. Das Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrum in Oberpfaffenhofen hat ihnen dazu Daten aus den vergangenen zehn Jahren zur Verfügung gestellt. "Auch die Aufnahmen des Forschungssatelliten Envisat sind noch nicht vollständig ausgewertet", sagt Günther. Die Raumsonde war den Riesenwellen im Rahmen des Maxwave-Projekts vor einigen Jahren etwa vier Wochen lang aus dem All heraus auf der Spur gewesen und lieferte in dieser Zeit nahezu 20 000 Satellitenbilder.

Es wird also noch einige Zeit dauern, bis Seegangsvorhersagen wie diese zur Routine geworden sind: "In der Nordsee muss am 30. Januar auf 61 Grad nördlicher Breite und 2 Grad östlicher Länge in den frühen Abendstunden mit Wellen bis zu 30 Meter Höhe gerechnet werden. Zu Ihrer eigenen Sicherheit bitten wir Sie, das Seegebiet möglichst weiträumig zu umfahren oder entsprechende Sicherheitsvorkehrungen zu treffen."

Bis dahin empfehlen wir für ihre Sicherheit: Urlaub in Österreich. "Die Schurkenwelle vom Wörthersee", wäre zwar ein guter Titel für einen Franz Antel Film, aber das Gefährlichste in dieser Gegend dürfte wohl das GTI Treffen bleiben.

:-))





Weblinks:
Monsterwelle in Wikipedia


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Schlagwörter: Monsterwelle, Monsterwellen, Freak Wave, Welle, Riesenwelle, Kaventsmänner, Drei Schwestern, Weiße Wände, Tsunami, Meer, Ozean, Meeresforschung, Navigation, Wassertiefen, Segeln, Wind, Windbedingungen, Revierinformation für Segler, Seglerinfo, Webcams, Bilder

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