Einmal als nautischer Mythos abgetan, wurden verrückte Meereswellen, die sich bis zu zehnstöckigen Wohnblöcken erheben, als Hauptursache für den Untergang großer Schiffe akzeptiert. Die Ergebnisse der ERS-Satelliten der ESA haben dazu beigetragen, die weit verbreitete Existenz dieser „Schurkenwellen“ festzustellen, und werden nun zur Untersuchung ihrer Herkunft verwendet.
Unwetter hat in den letzten zwei Jahrzehnten mehr als 200 Supertanker und Containerschiffe mit einer Länge von mehr als 200 Metern versenkt. Es wird angenommen, dass Schurkenwellen in vielen solchen Fällen die Hauptursache sind.
Seefahrer, die ähnliche Begegnungen überlebt haben, hatten bemerkenswerte Geschichten zu erzählen. Im Februar 1995 traf das Kreuzerschiff Elizabeth Elizabeth II. Während eines Hurrikans im Nordatlantik auf eine 29 Meter hohe Schurkenwelle, die Kapitän Ronald Warwick als „große Wasserwand? Es sah so aus, als würden wir in die White Cliffs of Dover gehen. “
Und innerhalb der Woche zwischen Februar und März 2001 zwei hartgesottene Touristenkreuzer? der Bremen und der kaledonische Stern? Nachdem die Brückenfenster von 30-Meter-Schurkenwellen im Südatlantik eingeschlagen worden waren, ließ das ehemalige Schiff zwei Stunden lang ohne Navigation oder Antrieb treiben.
„Die Vorfälle ereigneten sich in einem Abstand von weniger als tausend Kilometern“, sagte Wolfgang Rosenthal, Senior Scientist am Forschungszentrum GKSS Forschungszentrum GmbH in Geesthacht, der seit Jahren Schurkenwellen untersucht. „Die gesamte Elektronik war auf den Bremen ausgeschaltet, als sie parallel zu den Wellen trieben, und bis sie wieder eingeschaltet wurden, dachte die Besatzung, es könnte ihr letzter lebendiger Tag gewesen sein.
„Das gleiche Phänomen hätte viele weniger glückliche Schiffe versenken können: Pro Woche sinken durchschnittlich zwei große Schiffe, aber die Ursache wird nie bis ins kleinste Detail untersucht wie bei einem Flugzeugabsturz. Es wird einfach auf "schlechtes Wetter" zurückgeführt. "
Offshore-Plattformen wurden ebenfalls getroffen: Am 1. Januar 1995 wurde die Draupner-Bohrinsel in der Nordsee von einer Welle getroffen, deren Höhe mit einem Bordlasergerät auf 26 Metern gemessen wurde, wobei die höchsten Wellen um sie herum 12 Meter erreichten.
Objektive Radarbeweise von dieser und anderen Plattformen? Radardaten vom Goma-Ölfeld der Nordsee verzeichneten in 12 Jahren 466 Begegnungen mit Schurkenwellen - dies half dabei, zuvor skeptische Wissenschaftler zu konvertieren, deren Statistiken zeigten, dass so große Abweichungen vom umgebenden Meereszustand nur einmal alle 10000 Jahre auftreten sollten.
Die Tatsache, dass Schurkenwellen tatsächlich relativ häufig auftreten, hatte erhebliche sicherheitstechnische und wirtschaftliche Auswirkungen, da derzeitige Schiffe und Offshore-Plattformen so gebaut sind, dass sie einer maximalen Wellenhöhe von nur 15 Metern standhalten.
Im Dezember 2000 initiierte die Europäische Union ein wissenschaftliches Projekt namens MaxWave, um das weit verbreitete Auftreten von Schurkenwellen zu bestätigen, deren Auftreten zu modellieren und ihre Auswirkungen auf die Entwurfskriterien für Schiffs- und Offshore-Strukturen zu berücksichtigen. Im Rahmen von MaxWave wurden Daten von ERS-Radarsatelliten der ESA erstmals zur Durchführung einer globalen Schurkenwellenzählung verwendet.
„Ohne Luftabdeckung durch Radarsensoren hatten wir keine Chance, etwas zu finden“, fügte Rosenthal hinzu, der das dreijährige MaxWave-Projekt leitete. „Wir mussten nur Radardaten von Ölplattformen sammeln. Wir waren also von Anfang an daran interessiert, ERS einzusetzen. “
ESAs Doppelraumschiff ERS-1 und 2? im Juli 1991 bzw. April 1995 gestartet? Beide haben ein Radar mit synthetischer Apertur (SAR) als Hauptinstrument.
Die SAR arbeitet in verschiedenen Modi. Über dem Ozean arbeitet es im Wellenmodus und erfasst alle 200 km 10 x 5 km „Imagettes“ der Meeresoberfläche.
Diese kleinen Imagetten werden dann mathematisch in gemittelte Zusammenbrüche von Wellenenergie und -richtung umgewandelt, die als Ozeanwellenspektren bezeichnet werden. Die ESA stellt diese Spektren öffentlich zur Verfügung. Sie sind nützlich für Wetterzentren, um die Genauigkeit ihrer Meeresvorhersagemodelle zu verbessern.
"Die Rohbilder werden nicht zur Verfügung gestellt, aber mit ihrer Auflösung von zehn Metern glaubten wir, dass sie selbst eine Fülle nützlicher Informationen enthielten", sagte Rosenthal. „Ozeanwellenspektren liefern mittlere Meereszustandsdaten, aber Bilder zeigen die einzelnen Wellenhöhen einschließlich der Extreme, an denen wir interessiert waren.
„Die ESA hat uns Daten für drei Wochen zur Verfügung gestellt? rund 30.000 separate Imagetten? ausgewählt um die Zeit, als der Bremer und der Kaledonische Stern getroffen wurden. Die Bilder wurden verarbeitet und im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) automatisch nach extremen Wellen durchsucht. “
Trotz der relativ kurzen Zeitspanne, die die Daten abdeckten, identifizierte das MaxWave-Team mehr als zehn einzelne Riesenwellen rund um den Globus mit einer Höhe von mehr als 25 Metern.
„Nachdem wir bewiesen haben, dass sie in größerer Zahl existieren als erwartet, besteht der nächste Schritt darin, zu analysieren, ob sie prognostiziert werden können“, fügte Rosenthal hinzu. „MaxWave wurde Ende letzten Jahres offiziell abgeschlossen, obwohl zwei Arbeitsbereiche davon ausgehen? Zum einen soll das Schiffsdesign verbessert werden, indem gelernt wird, wie Schiffe versenkt werden, und zum anderen sollen mehr Satellitendaten untersucht werden, um zu analysieren, ob Prognosen möglich sind. “
Ein neues Forschungsprojekt namens WaveAtlas wird ERS-Imagetten im Wert von zwei Jahren verwenden, um einen weltweiten Atlas von Schurkenwellenereignissen zu erstellen und statistische Analysen durchzuführen. Die Hauptforscherin ist Susanne Lehner, außerordentliche Professorin in der Abteilung für Angewandte Meeresphysik an der Universität von Miami, die während ihrer Zeit am DLR auch an MaxWave gearbeitet hat, und Rosental, eine Co-Ermittlerin des Projekts.
"Wenn man durch die Imagettes schaut, fühlt man sich wie fliegen, weil man dem Seegang entlang der Spur des Satelliten folgen kann", sagte Lehner. „Auf ihnen sind auch andere Merkmale wie Eisschollen, Ölteppiche und Schiffe zu sehen. Daher besteht ein Interesse daran, sie für zusätzliche Studienbereiche zu verwenden.
„Nur Radarsatelliten können die wirklich globale Datenerfassung liefern, die für die statistische Analyse der Ozeane erforderlich ist, da sie im Gegensatz zu ihren optischen Gegenstücken durch Wolken und Dunkelheit sehen können. Bei stürmischem Wetter sind Radarbilder daher die einzigen relevanten verfügbaren Informationen. “
Bisher wurden bereits einige Muster gefunden. Schurkenwellen werden oft mit Orten in Verbindung gebracht, an denen gewöhnliche Wellen auf Meeresströmungen und Wirbel treffen. Die Stärke des Stroms konzentriert die Wellenenergie und bildet größere Wellen? Lehner vergleicht es mit einer optischen Linse, die Energie auf kleinem Raum konzentriert.
Dies gilt insbesondere für die notorisch gefährliche Agulhas-Strömung vor der Ostküste Südafrikas, aber es gibt auch Schurkenwellenassoziationen mit anderen Strömungen wie dem Golfstrom im Nordatlantik, die mit Wellen interagieren, die vom Labradormeer herabkommen .
Die Daten zeigen jedoch, dass Schurkenwellen auch weit entfernt von Strömungen auftreten, häufig in der Nähe von Wetterfronten und -tiefs. Anhaltende Winde von langlebigen Stürmen, die länger als 12 Stunden dauern, können Wellen vergrößern, die sich mit einer optimalen Geschwindigkeit synchron zum Wind bewegen. zu schnell und sie würden dem Sturm vorausgehen und sich zu langsam auflösen und zurückfallen.
"Wir kennen einige der Gründe für die Schurkenwellen, aber wir kennen sie nicht alle", schloss Rosenthal. Das WaveAtlas-Projekt soll bis zum ersten Quartal 2005 fortgesetzt werden.
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
