Kreuzsee: Darum kann dieser Seegang für Schiffe gefährlich werden
Wenn zwei Wellengänge sich überlagern, kann es zu einer Kreuzsee kommen, wie es beispielsweise bei der französischen Île de Ré der Fall ist. Bei diesem Phänomen bilden die Wellenkämme ein schachbrettartiges Muster auf der Wasseroberfläche.
Es gibt verschiedene Typen von Seegang, ein spezifischer davon ist die sogenannte Kreuzsee (cross sea). Kreuzsee entsteht, wenn sich Wellen zweier unterschiedlicher Quellen in einem bestimmten Winkel überlagern. Die Wellenkämme bilden dann ein gitterförmiges Muster.
Das Phänomen kann beispielsweise auf der Île de Ré an der französischen Westküste beobachtet werden. Bei dieser Insel ist eine geographische Besonderheit verantwortlich für das eigenwillige Wellenmuster: Die Insel liegt zwischen zwei Meeren, die zwei eigenständige Wettermuster aufweisen. Dadurch entstehen auch zwei unterschiedliche Wellenmuster, die sich beim Aufeinandertreffen überlagern.
Die Kreuzsee kann auch andere Ursachen haben, so können sich beispielsweise Wellen, die durch den Wind entstehen, mit den Strömungswellen eines anderen Seegebiets überlagern. Auch ist es möglich, dass sich bei Winddrehung Wellen mit Strömungswellen überlagern oder dass hinter einem Objekt zwei Wellenmuster zusammenlaufen wie bei der Île de Ré.
Darum ist die Kreuzsee gefährlich
Die Kreuzsee gilt als sehr gefährlicher Seegang, unter anderem weil die Richtung, aus der die Wellen kommen, schwer vorherzusagen ist, wodurch Schiffe oft nicht in einem günstigen Winkel über die Wellen navigieren können.
Seegang ist ein Produkt zweier Phänomene: Die Dünung (swell) bezeichnet dabei die Wellen, die ohne Wind entstehen, etwa durch Strömung und unterirdische Objekte. Die Windsee umfasst hingegen den Wellengang an der Oberfläche, der allein durch Wind zustande kommt. Dünung und Windsee zusammen bilden den Seegang.
Ist die Draupner-Welle in der Kreuzsee entstanden?
Vor einigen Jahren haben Wissenschaftler einen Studie veröffentlicht, in der sie untersuchten, ob die berühmte Draupner-Welle in einer Kreuzsee entstanden ist.
Die Richtungsausbreitung ist nach Meinung der Wissenschaftler für das Verständnis der nichtlinearen Dynamik von entscheidender Bedeutung. Die Richtungsabhängigkeit der Draupner-Welle war dabei von besonderem Interesse – und erlaubte den Schluss, dass sie aus zwei sich kreuzenden Wellengruppen entstanden sein könnte, deren mittlere Wellenrichtungen um etwa 90° oder mehr voneinander verschieden waren.
Auch andere Studien zeigen, dass Kreuzungsmuster eine entscheidende Rolle für die Strömungsmechanik spielen. Insbesondere gibt es Resonanzeffekte bei schräg zueinander verlaufenden Wellen, die zu einer erhöhten Instabilität und einer Neigung zu maximalem Wachstum führen. Zwei Wellen können auf diese Weise schnell zu einer großen Welle anwachsen.
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Quellen:
Adcock, T. A. A., Taylor, P. H., Yan, S., Ma, Q. W., & Janssen, P. A. E. M. (2011): Did the Draupner wave occur in a crossing sea? Proc. R. Soc. A., 467, 3004–3021. http://doi.org/10.1098/rspa.2011.0049
Yin, H. M., Pan, Q., & Chow, K. W. (2023): Modeling “crossing sea state” wave patterns in layered and stratified fluids. Physical Review Fluids, 8, 1, 014802. http://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.8.014802