Erklärung für riesige Wellen: Was Monsterwellen wachsen lässt

Ob am Kap Hoorn oder in der Nordsee: Auf allen Meeren tauchen bis zu 30 Meter hohe Monsterwellen plötzlich auf und können mit ihrer Wucht und steilen Flanken selbst Ozeanriesen in Seenot bringen. Die seltenen Wellenberge, von deutschen Seeleuten Kaventsmann, Drei Schwestern oder Weiße Wand getauft, gelten nach detaillierten Messungen und Satellitenbeobachtungen seit vielen Jahren nicht mehr als Seemannsgarn. Doch wie sie entstehen, blieb bisher ein Rätsel. Nun kommt eine Gruppe irischer, französischer und amerikanischer Forscher der Lösung einen Schritt näher. In der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ präsentieren sie ein mathematisches Modell, das gleich drei Kaventsmänner, die in der Nordsee auf Ölplattformen aufschlugen, erklären kann. Auf der Basis dieser Studie könnten Seekarten bald um Gefahrenzonen ergänzt werden, in denen Monsterwellen ungewöhnlich häufig auftreten.

Aus verschiedenen Richtungen

„Wir konnten bei allen drei untersuchten Wellen ein ähnliches Verhalten ausmachen“, sagt Francesco Fedele von der Georgia Tech School of Civil and Environmental Engineering in Atlanta. Gemeinsam mit seinen Kollegen analysierte er die Messungen von Monsterwellen in der Nordsee, die in den Jahren 1995, 2007 und 2014 auf Ölplattformen trafen. Ziel war es, die ungewöhnlichen Höhen, Wellenformen und Lebensdauer der Kaventsmänner mit dem Zusammentreffen und der Überlagerung gewöhnlicher Wellen zu rekonstruieren.

Zwei Effekte spielten die wichtigsten Rollen bei der Entstehung von Monsterwellen. Zum einen breiteten sich auf offenem Meer die Wellen nicht immer in gleicher Richtung und in gleicher Wellenphase aus. So konnten zwei Wellenberge aufeinandertreffen und sich zu einer Welle mit doppelter Höhe vereinen. Der zweite Effekt berücksichtigte Nichtlinearitäten der Meereswellen. Ein Zeichen für eine Nichtlinearität war eine Wellenform, die nicht einer gleichmäßigen Sinuswelle, sondern Wellen mit spitzen Kämmen und breiten Tälern entsprach. „Diese Effekte können die Wellenhöhe um weitere 15 bis 20 Prozent vergrößern“, sagt Fedele.

Jederzeit gibt es 10 bis 15 Monsterwellen auf der Erde

Die Kombination aus konstruktiver Wellenüberlagerung und nichtlinearem Verhalten konnte die Monsterwellen erklären. Andere bisher von Wellenforschern favorisierte und noch kompliziertere theoretische Annahmen wie kurzfristige Instabilitäten der Wellen waren für eine Rekonstruktion nicht mehr nötig. In weiteren Analysen müsste das neue mathematische Modell auch an Aufzeichnungen von Monsterwellen in anderen Meeren überprüft werden. Ziel dieser Forschung ist die Ergänzung von Seekarten um Gefahrenzonen für Monsterwellen. Zwar treffen diese selten auf Schiffe oder Förderplattformen und bleiben nur für sehr kurze Zeit stabil. Doch gehen Experten davon aus, dass sich jederzeit etwa 10 bis 15 Monsterwellen irgendwo auf den Meeren finden lassen. (wsa)