Monsterwellen und ihre Auswirkungen auf die Schifffahrt

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Monsterwellen und ihre
Auswirkungen auf die Schifffahrt
Jan-Aurel Pfister 6c
Literargymnasium Rämibühl
Maturaarbeit 2012
Betreut von Christoph Schneider
Abstract
Die Monsterwellen beschäftigen schon seit längerem Medien und Wissenschaftler.
Ich habe mir im ersten Teil der Arbeit zum Ziel gesetzt möglichst genau und
vereinfacht die wichtigsten Erkenntnisse zur Entstehung und Verbreitung der
Monsterwellen darzulegen. Dazu gehören auch die Mythen, die sich lange Zeit um
die Monsterwellen gerangt haben.
Im zweiten Teil der Arbeit werde ich dann spezifisch auf die Auswirkungen der
Monsterwellen auf die Schifffahrt eingehen. Neben Projekten zu Monsterwellen und
potenziellen Frühwarnsystemen, habe ich zwei Kapitänen interviewt, welche selbst
eine Monsterwelle erlebten. Mit ihnen habe ich unter anderem über ihre favorisierten
Geräte zum Schutz vor Monsterwellen gesprochen und bin dadurch zu
Schutzmassnahmen für die Schifffahrt gekommen. Das Ziel meiner Arbeit besteht in
der Darlegung der bis zum heutigen Zeitpunkt bekannten Fakten dieses weitgehend
unbekannten Phänomens und den Auswirkungen auf die Schifffahrt. Die
Auswirkungen sind bis zum heutigen Tage jedoch grösstenteils ausgeblieben und so
wagte ich einen Ausblick in die Zukunft der Forschung und Frühwarnung.
Abbildung 1 (Titelblatt): Symbolbild einer Monsterwelle
© BBC
http://www.saevert.de/bilder/muenchen.jpg (Benutzt am 07.11.11)
2
Ich bestätige, dass ich diese Arbeit selbst geleistet habe, dass sie kein Plagiat und
auch keine Fälschung ist, dass alle übernommenen Teile korrekt erwähnt, zitiert und
bibliografiert sind und ich nur die erwähnten Hilfsmittel verwendet habe. Ich bin von
den Konsequenzen, die eine Nichteinhaltung dieser Punkte nach sich zieht, in
Kenntnis gesetzt worden.
Meilen, 24.11.2011
Jan-Aurel Pfister
3
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Einleitung
1 Definition von Monsterwellen
2 Entstehung und typischer Aufbau einer Monsterwelle
2.1 Die drei verschiedenen Monsterwellen
2.2 Entstehungstheorien von Monsterwellen
2.3 Theorie der nichtlinearen Überlagerung (Huckepackmodell)
2.4 Strömungs- und Windtheorie
2.5 Aufstauung der Wellen anhand des Erlebnisses von Kapitän Appel
2.6 Typischer Aufbau einer Monsterwelle
3 Physik der Monsterwellen
3.1 Frühere Theorien zur Entstehung von Monsterwellen
3.2 Die Theorie von Al Osborne
3.3 Neue Berechnungen zur Wahrscheinlichkeit von Monsterwellen
3.4 Aktuelle Forschungen zu Monsterwellen
4 Entwicklung der Erklärungen für Monsterwellen
5 Wo können Monsterwellen entstehen
5.1 Risikoreiche Regionen und Orte für die Entstehung von
Monsterwellen
6 Unterschied zwischen Monsterwelle und Tsunami
6.1 Anatomie eines Tsunami
6.2 Unterschiede zwischen Tsunami und Monsterwelle
7 Interviews mit Kapitän Appel und Kapitän Lampe
7.1 Erlebnisbericht von Herrn Appel, Kapitän der Eurobridge Beam
7.2 Erlebnisbericht von Herrn Lampe, Kapitän der Caledonian Star
7.3 Vergleich der Aussagen von Kapitän Lampe und Kapitän Appel
8 Mögliche Auswirkungen von Monsterwellen auf die Schifffahrt
8.1 Die Rolle der International Maritime Organisation
9 Frühwarnung
9.1 Das Projekt Max Wave
9.2 Ergebnisse des Projektes Max Wave
9.3 Wave Monitoring System II
9.4 Die von den Kapitänen bevorzugten Systeme zu Vorhersage
und Schutz vor Monsterwellen
10 Bekannte Fälle von Monsterwellen
11 Konkrete Massnahmen zur Verhinderung von Schäden
und Frühwarnung
12 Schlussfolgerung mit Blick in die Zukunft von Forschung und
Frühwarnung
Anhang
4
5
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7
9
9
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47
Vorwort
Monsterwellen interessieren mich schon seit einiger Zeit. Dass Wasser, das ich die
meiste Zeit als etwas sehr ruhiges empfand, solch zerstörerische Kräfte entwickeln
kann, faszinierte mich. Durch diese Arbeit ergab sich die Gelegenheit mehr über die
Entstehung und Auswirkungen auf die Schifffahrt zu erfahren.
Ich danke den Kapitänen Lampe und Appel, welche sich beide die Zeit für ein
Gespräch mit mir genommen haben und mich mit Informationen und Bildern
versorgten.
Des Weiteren Bedanke ich mich bei Herr Schneider und Herr Frei für die Betreuung
meiner Arbeit.
5
Einleitung
Abbildung 2: Logbucheintrag der MS Bremen
http://www.esys.org/rev_info/monsterwelle-logbuch-bremen.jpg (Benutzt am 24.11.11)
Wie der Logbucheintrag zeigt, sind Monsterwellen ein grosses Problem für die
Schifffahrt. Die Wellen, welche theoretisch bis 40 Meter hoch werden können,
zerstören Schiffe, die sich ihnen in den Weg stellen innert Sekunden. Diese Kraft die
das Wasser entwickeln kann, faszinierte mich und ich fragte mich wie die Schifffahrt
wohl auf dieses Phänomen reagieren wird. Deshalb setzte ich mir zum Ziel sowohl
die Hintergründe und Ursachen der Monsterwellen auszuleuchten als auch mehr
über die Auswirkungen auf die Schifffahrt zu erfahren. Durch diese zwei
Zielsetzungen unterteilte ich meine Arbeit in zwei Teile. Im ersten Teil versuche ich
unter anderem die Entstehungsarten und die Physik von Monsterwellen möglichst
vereinfacht darzulegen. Ferner werden die Risikogebiete vorgestellt und der
Unterschied zwischen Tsunamis und Monsterwellen unterstrichen.
Im zweiten Teil gehe ich spezifisch auf die Schifffahrt ein und stelle unteranderem
mögliche Frühwarnsysteme vor. Ausserdem wird die Problematik der heutigen
Bauart der Schiffe aufgezeigt und Verbesserungen vorgeschlagen.
In meiner Arbeit stütze ich mich Mehrheitlich auf Zeitungsartikel, wissenschaftliche
Publikationen und Dokumentarfilme zum Thema Monsterwellen. Um mehr
Informationen bezüglich Monsterwellen zu erhalten, kam mir die Idee ein Gespräch
mit einem Kapitän zu führen, der eine Monsterwelle erlebt hat. Bei meiner Recherche
stiess ich dabei auf Kapitän Karl Lampe und Kapitän Bernd Appel, welche sich
netterweise beide für ein Gespräch mit mir zur Verfügung stellten. Durch diese
beiden Gespräche bot sich mir ein Einblick in die unangenehme Begegnung mit einer
Monsterwelle. Die beiden Kapitäne versorgten mich ausserdem mit Informationen
bezüglich Besonderheiten von Seegebieten und äusserten Verbesserungsvorschläge
für die Schiffbauart. Durch die beiden Erlebnisberichte, welche ich auf der Basis der
Aussagen der beiden Kapitäne erstellt habe, wird auch ihnen ein kurzer Einblick
geboten wie es ist Auge in Auge mit einer Monsterwelle zu stehen.
Kapitän Bernd Appel: Bernd.Appel@t-online.de
Kapitän Karl Lampe: karl.lampe@ewetel.net
6
1 Definition von Monsterwellen
Zuerst muss man wissen, was unter einer Monsterwelle verstanden wird. Dazu sind
folgende Definitionen und Begriffe notwendig:
„Wird die signifikante Wellenhöhe*, die dem Mittelwert des Drittels der höchsten
Wellen entspricht, um mehr als das 1,86-fache überschritten, spricht man von einer
Monsterwelle“ Prof. Günther Clauss 1
Dieser Definition nach könnte bei einer signifikanten Wellenhöhe von 1 Meter eine
Welle mit 2 Metern Höhe bereits als Monsterwelle betitelt werden. In meiner Arbeit
geht es jedoch primär um Monsterwellen die gefährlich für die Schifffahrt werden
können. Also richtige Riesen mit einer Höhe von über 20 Metern.
*Signifikante Wellenhöhe:
Die signifikante Wellenhöhe ist der Durchschnitt des
oberen Drittels aller Wellen.
Meistens wird die Wellenhöhe von einhundert vorangegangenen Wellen gemessen
und von den Dreiundreissig höchsten Wellen wird der Mittelwert errechnet. Das
Resultat entspricht der signifikanten Wellenhöhe.2
Wellenlänge:
Die Wellenlänge ist die Distanz zwischen dem ersten und dem nachfolgenden
Wellenkamm
Abbildung 3 Welle mit Beschriftung (selbst Bearbeitet)
http://forum.physik-lab.de/ftopic6202.html (Benutzt am 07.12.11)
Wellental:
Ein Wellental ist die tiefste Stelle zwischen zwei Wellen.
1
http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/klima/tid-23396/naturgewalten-die-monster-aus-dem-meer_aid_658210.html
(Benutzt am 07.12.11)
2
http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/geo/14961 (Benutzt am 07.12.11)
7
Abbildung 4 Wellenperiode
http://forum.physik-lab.de/ftopic6202.html (Benutzt am 07.12.11)
Wellenperiode:
Zeitabstand zwischen zwei nachfolgenden Wellen.3
Dünung:
Wellen die nicht durch den Wind vor Ort entstehen sondern von weiter herkommen.
Zum Beispiel von einem weiter entfernten Sturm herrühren.
Kreuzsee:
Die Wellen kommen aus allen Richtungen.
Freak Wave:
Englischer Begriff für Monsterwelle
Steuerbord:
Rechts
Backbord:
Links
3
http://www.definition-of.net/definition-der-wellental (Benutzt am 07.12.11)
8
2 Entstehung und typischer Aufbau einer Monsterwelle
Trotz jahrelanger, physikalischer Experimente im Wellentank, sind bis heute noch
nicht alle Ursachen, welche die Entstehung einer Monsterwelle begünstigen, restlos
geklärt. Das hängt mit den sehr komplexen und komplizierten physikalischen
Eigenschaften der Monsterwelle und der Welle selber. Die Natur formt in den
wenigsten Fällen oder praktisch nie zwei Dinge exakt gleich. Somit sind auch nicht
alle (Monster-) Wellen gleich in Aussehen und Entstehungsart. Hauptsächlich wird
zwischen drei verschiedenen Varianten von Monsterwellen unterschieden, welche
alle ein voneinander abweichendes äusseres Erscheinungsbild und auch eine
grundverschiedene Art und Ursache der Entstehung an den Tag legen. Die einzige
Bedingung, die eine Monsterwelle erfüllen muss und deshalb alle drei Arten
verbindet, ist, dass sie die signifikante Wellenhöhe um mindestens das 1.86-fache
überschreiten muss.
2.1 Die drei verschiedenen Monsterwellen
Die aktuelle Forschung unterscheidet die drei verschiedenen Monsterwellen genannt,
„Kaventsmann“, „die drei Schwestern“ und „weisse Wand“. Vor allem die Forschung
an den „drei Schwestern“ steckt noch immer in den Kinderschuhen.
Kaventsmann: Grob beschrieben, ist der Kaventsmann eine enorm hohe
Einzelwelle, welche die signifikante Wellenhöhe klar um mehr als das 1.86-fache
übertrifft und eine von Welle zu Welle variierende Gestalt annehmen kann.
Die drei Schwestern: Wie schon im Namen enthalten, besteht diese Monsterwelle
aus drei verschiedenen Monsterwellen. Die drei Schwestern zeichnen sich dadurch
aus, dass sie unmittelbar nacheinander folgen und alle drei Wellen die signifikante
Wellenhöhe um mindestens das 1.86-fache übertreffen.
Weisse Wand: Die weisse Wand hebt sich von den anderen zwei Monsterwellen
durch ihre immense Breite ab. Neben der aussenordentlichen Höhe der Welle,
unterscheidet sich diese Welle mit ihrer extremen Breite von bis zu zehn Kilometern
von den anderen Arten. Überdies, ist diese Welle enorm steil, daher kommt auch der
Namensteil „Wand“ in der Bezeichnung vor. Den Teilnamen, „weiss“, erhält die Welle
dadurch, dass sie an ihrer Vorderseite einen weissen Schaum aufweist.
Alle drei Typen haben jedoch auch eine identische, für die Schifffahrt beruhigende
Eigenschaft: Die Monsterwellen laufen im Gegensatz zu normalen Wasserwellen nur
kurze Strecken auf dem Meer und lösen sich nach kurzer Zeit in mehrere kleinere
Wellen auf oder sie brechen. Durch die kurze Existenzdauer der Monsterwellen, sind
sie nur während einem kurzen Zeitraum für die Schiffe gefährlich.4
4
http://www.esys.org/rev_info/monsterwellen.html (Benutzt am 17.10.11)
9
2.2 Entstehungstheorien von Monsterwellen
Die Monsterwellen entstehen, aufgrund von verschiedenen
Ursachen. Wichtig für die Entstehung der Monsterwellen ist
vor allem die Eigenschaft von Wasserwellen, dass diese
gebeugt werden können. Diese Besonderheit von
Wasserwellen ist jedoch nur möglich, wenn sich die
Geschwindigkeit zeitlich oder räumlich ändert. Dadurch, dass
die Welle gebeugt wird, ändert sich auch die Verteilung der
Energie innerhalb der Welle, sie wird fokussiert. Mögliche
Ursachen für die Veränderung der Wellengeschwindigkeit
sind zum einen eine Verminderung oder Zunahme der
Wassertiefe und zum anderen variierende Strömungen.
Diese Theorie der Beugung ist von unschätzbarem Wert für
die Forscher, die auf der Spur der Monsterwellen sind. Nur Abbildung 5 Beugung einer
Welle
aufgrund dieser Theorie konnte man Modelle aufstellen, in http://daten.didaktikchemie.unidenen Monsterwellen, durch die Fokussierung der Energie, bayreuth.de/umat/beugung_inter
ferenz/interferenz_beugung.htm
in ihrer Entstehung begünstigt werden.
#4 (Benutzt am 7.12.11)
Die Wissenschaftler kamen zum Schluss, dass vier
entscheidende Faktoren im Bezug auf die Entstehung von Monsterwellen
entscheidenden Einfluss haben.
1. Strömungen, welche zeitlich oder räumlich variieren. Diese Strömungen nennt
man
turbulente
Strömungen.
(Einzelne
Teilchen strömen nicht parallel)
2. Die Beugung der Wellen. Das heisst, dass
die Wellen gekrümmt oder umgelenkt würden.
Die gebeugten Wellen können sich in der Folge
Überlagern und zu Monsterwellen aufbauen.
Die Forscher sehen bei dieser Theorie primär
Sandbänke und Untiefen als Gefahrenstellen.
3. Diffraktion. Das bedeutet, dass die
Wellenenergie sich neu verteilt. Diese
Besonderheit tritt vor allem auf, wenn eine
Welle auf ein Hindernis, wie zum Beispiel auf
eine Untiefe im Wasser oder auf eine Insel,
trifft.
4. Nichtlineare Überlagerung. Mehrere Wellen Abbildung 6 Modell für die Entstehung von
Monsterwellen
die eine unterschiedliche Frequenz aufweisen, http://daten.didaktikchemie.unibayreuth.de/umat/beugung_interferenz/monsterwelle.
treffen aufeinander. Durch das Gleichzeitige GIF (Benutzt am 08.11.11)
Aufeinandertreffen der Wellen, können sie sich
zu einer einzigen Welle zusammenschliessen und ein Vielfaches ihrer ursprünglichen
Höhe erreichen. 5
5
Gschrei, Stephanie: Monsterwellen vom Seemannsgarn zur aktuellen Forschung, In: GeoLoge Vol.2 2010
10
2.3 Theorie der nichtlinearen Überlagerung (Huckepackmodell)
Diese letzte mögliche Theorie ist sozusagen das Lieblingsmodell der Forscher zur
Erklärung von Monsterwellen geworden. Deshalb wird sie hier separat noch genauer
erklärt.
Die Theorie der nichtlinearen Überlagerung wird bis heute als einer der Hauptgründe
angesehen und grösstenteils für die Entstehung von Monsterwellen verantwortlich
gemacht. Die Ursache für die
Überlagerung der Wellen
besteht in den unterschiedlich
langen Perioden der Wellen.
Eine
Periode
ist
das
Abbildung 7 Modell der Überlagerung der Wellen
Zeitintervall, nach dem sich http://daten.didaktikchemie.uniein
bestimmter
Vorgang bayreuth.de/umat/beugung_interferenz/interferenz_beugung.htm#4 (Benutzt
am 07.12.11)
widerholt. Dadurch, dass es
Wellen mit kürzeren Perioden und längeren Perioden gibt, bewegt sich jede Welle
mit ihrer individuellen Geschwindigkeit. Aufgrund dessen gibt es schnellere und
langsamere Wellen. Wenn nun die langsameren Wellen von den schnelleren
eingeholt werden, schliessen sich diese zusammen und eine Monsterwelle entsteht.
Das Aufeinandertreffen der Wellen, mit einem möglichst kleinen Aufprall Winkel ist in
diesem Fall eine optimale Bedingung für die Entstehung einer Monsterwelle. Die
langsameren Wellen werden von den schnelleren Wellen überlagert. Durch die das
Zusammenschliessung der Wellenenergien und Volumina, kann die Monsterwelle in
die Höhe wachsen. Dabei kann sie durch die zusätzliche Aufnahme von Energie und
Volumen aus Nachbarwellen ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Höhe erreichen. 6
S. 21-29
6
http://www.g-o.de/dossier-detail-169-7.html (Benutzt am 17.10.11)
11
2.4 Strömungs- und Windtheorie
Eine andere Entstehungsart, ist strömungsbedingt. Eine normale Oberflächenwelle
wird grösstenteils vom Wind verursacht. Ist nun eine Welle ziemlich hoch und sehr
lang, ist es kein Problem über diese Welle zu fahren. Wenn die Welle gegen die
Strömung läuft, wird die Welle zusammengedrückt und nimmt in der Länge ab. Die
Masse der Welle, die vorher in der Länge steckte, ist nun durch die
zusammengestauchte Welle in die Höhe gewandert. Dadurch entsteht eine
Monsterwelle.7
Zu den Ursachen 1-3 ist anzumerken, dass sich Wellen, welche nicht von Untiefen,
Sandbänken, Inseln oder Strömungen aufgehalten werden, sich sehr selten zu
Monsterwellen auftürmen. Erst durch die Fokussierung der Energie steigt die
Gefahr, da die Wechselwirkung zwischen den einzelnen Wellen deutlich zunimmt.
Ausschlaggebend ist jedoch wie schnell die Fokussierung stattfindet. Wenn die
Fokussierung langsam zunimmt, ist das Risiko einer Monsterwelle deutlich kleiner,
als wenn die Untiefe jäh auftaucht. Ab einer bestimmten Konzentration der Energie
wächst die Wechselwirkung zwischen den Wellen an. Je mehr die Wechselwirkung
zwischen den Wellen zunimmt, desto wahrscheinlicher wird die Entstehung einer
Monsterwelle.8
2.5 Aufstauung der Wellen anhand des Erlebnisses von Kapitän Appel
Genau wie die Forscher, sieht Herr Appel die Gefahr von Monsterwellen in
bestimmten Gebieten. Er erklärt es anhand von Neufundland, wo sein Schiff von
einer Monsterwelle überrollt wurde. In der Nähe Neufundlands, befinden sich der
Labradorstrom und der Golfstrom. Diese beiden Strömungen treffen bei Neufundland
aufeinander. Aufgrund des Umstandes, dass der Labradorstrom kalt ist und der
Golfstrom warm, kommt es zu Verwirbelungen und Turbulenzen. Der zweite Faktor,
findet sich bei den Wellen selber. Wellen wirken nicht nur an der Oberfläche, sondern
auch unter dem Meeresspiegel. Wenn nun eine Dünung mit dem Wind läuft, kann
diese unheimlich lang sein aber zum Beispiel nur 15 Meter hoch. Wenn nun eine
Welle von 300 Metern Länge und 15 Metern Höhe in Windrichtung übers Meer läuft,
stört das kein Schiff, da es die Wellen ganz leicht abfahren kann. Das Problem
entsteht erst, wenn die Welle aufgestaut wird. Das passiert zum Beispiel ebenfalls in
der Nähe Neufundlands. Da nimmt die Wassertiefe des Atlantiks plötzlich drastisch,
von vorher zirka 4000 Metern auf nur noch um die 400 Meter, ab. Bei einer
plötzlichen Abnahme der Wassertiefe entstehen Turbulenzen und die Energie wird
fokussiert. Durch diese beiden natürlichen Gegebenheiten, kann es sein, dass eine
Welle durch einen der beiden Ströme aufgestaut wird und zu einer Monsterwelle
anwächst. Die Turbulenzen und die Fokussierung der Energie erhöhen die Gefahr für
eine Monsterwelle zusätzlich.
7
8
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,641432,00.html (Benutzt am 17.10.11)
12
2.6 Typischer Aufbau einer Monsterwelle
Die Monsterwellen ähneln den normalen Wellen nicht. Im Gegensatz zu normalen
Wellen sind sie extrem steil und im Fall der „weissen Wand“ auch sehr breit.
Charakteristisch ist zudem, dass Monsterwellen in der gesamten Breite brechen.
Kennzeichnend für die Monsterwellen sind neben der Steilheit aber vor allem die
extrem tiefen und kurzen Wellentäler, welche der Welle sowohl vorausgehen als
auch nachfolgen. Diese Wellentäler machen es grossen Schiffen enorm schwer die
Welle zu überwinden, da sie durch die Länge des Schiffes direkt in die Welle
hineinfahren. 9
Abbildung 8 Typischer Aufbau einer Monsterwelle mit sehr tiefen Wellentälern
S. 21-29
9
S. 21-29
13
3 Physik der Monsterwellen
3.1 Frühere Theorien zur Entstehung von Monsterwellen
In den 1950er Jahren stellten Forscher verschiedene Theorien auf, um den Seegang
mathematisch und physikalisch zu beschreiben. Eine der Theorien vermutete, dass
bei gleichen Bedingungen, wie zum Beispiel Windgeschwindigkeit sowie
Temperaturunterschied von Wasser und Luft, das Wasser immer gleich reagiert. 10
Zu diesem Zeitpunkt nahmen die Wissenschaftler an, dass die Wellen statistischen
Gesetzen unterlagen. Sie erstellten ein lineares Modell, welches besagt, dass bei
jedem Seegang eine Obergrenze für die Höhe von Wellen besteht. Die
Wissenschaftler stützen sich bei ihrem Modell auf die Gauss’sche Normalverteilung,
welche eine bestimmte Wahrscheinlichkeit in der Natur voraussagt. Wenn ich zum
Beispiel zehn Münzen mit einer eins und einer null darauf werfe und dann die Einsen
und Nullen addiere ergibt dies einen Wert um die Zahl fünf herum. Wenn ich nun
einhundert mal diese zehn Münzen in die Luft werfe und auffange, wird diese
Verteilung, genannt Normalverteilung immer deutlicher und es wird in den meisten
Fällen die Zahl fünf und vier herauskommen, es besteht jedoch auch die Möglichkeit,
dass die 1 oder 10 herauskommt, nur ist es eher selten. So sieht man, je mehr
Münzen man wirft, desto deutlicher tritt die Normalverteilung hervor.11
Dem linearen Modell nach ist die Wahrscheinlichkeit bei einem durchschnittlichen
Seegang von 12 Metern Höhe eine über 20 Meter hohe Welle zu treffen, praktisch
gleich Null.
Dabei bringt Dr. Jim Gunson vom meteorologischen Dienst Grossbritanniens den
Vergleich mit einer Schulklasse an: „In einer Schulklasse gibt es eine
Durchschnittsgrösse, ein paar Kinder sind ein bisschen grösser, ein paar ein
bisschen kleiner, doch die Chance, dass ein Kind 3 oder 4 mal grösser als der
Durchschnitt ist, ist sehr, sehr klein. Dem linearen Modell nach ist die
Wahrscheinlichkeit, einer 30 Meter hohen Welle bei einem durchschnittlichen
Seegang von 12 Metern zu begegnen, etwa gleich 0.000001. Was bedeutet, dass
eine 30 Meter hohe Welle nur alle 10‘000 Jahre auftreten dürfte. “12
Die Zeitung „Die Zeit“ hat ein anderes Beispiel angeführt, welches meiner Meinung
nach die Wahrscheinlichkeit, dass eine Monsterwelle entsteht, fast besser, bildlicher
darstellt. Sie vergleicht die Wahrscheinlichkeit einer Monsterwelle mit der Chance,
dass sich eine gesamte Schulklasse nach mehreren Jahren zufällig in demselben
Restaurant wieder trifft.13
Aufgrund von diesem, auf Gauss aufbauendem Modell, glaubten die Forscher den
Kapitänen bis zum Beweis durch die Neujahrswelle nicht, dass solch enorm grosse
Wellen überhaupt existieren.
10
BBC: Freak Waves - Riesenwellen aus dem Nichts, Grossbritannien, 2002, 44 Min
(http://www.youtube.com/watch?v=DUn8WQ4Y1bM Benutzt am 06.10.11)
11
http://www.gauss-goettingen.de/gauss_kniffelig_norm.php?navid=3&supnavid=7 (Benutzt am 06.10.11)
12
BBC: Freak Waves – Riesenwellen aus dem Nichts, Grossbritannien, 2002, 44 Min part 2/5 0:28 min
(http://www.youtube.com/watch?v=4YzUAQgXLv8&feature=related Benutzt am 06.10.11)
13
http://www.zeit.de/2007/35/N-Freak-Waves (Benutzt am 06.10.11)
14
3.2 Die Theorie von Al Osborne
Der einzige, der vor der Neujahrswelle eine modellierte, nichtlineare Form der
Schrödingergleichung entwarf, um Hochseewellen zu beschreiben, war Al Osborne.
Laut Osborne wäre es möglich, dass Wellen bei grösserer Tiefe sich häufiger als im
Linearen Modell vorausgesagt, zu Riesenwellen transformieren könnten, da sie ihre
Stabilität verlieren. Somit könnte sich eine normale Welle plötzlich als Riesenwelle
von der Wasseroberfläche erheben, indem sie Energie von ihren Nachbarwellen
bezieht. Die damaligen Wellenforscher wollten jedoch immer noch nicht glauben,
dass solche Wellen existieren könnten.
Erst seit der Neujahrswelle, die den ersten Beweis für eine Monsterwelle lieferte, ist
die nichtlineare Form der Schrödingergleichung im Bezug auf Monsterwellen von
Wellenforschern akzeptiert.14
3.3 Neue Berechnungen zur Wahrscheinlichkeit von Monsterwellen
Die Forscher begannen sogleich eine neue Berechnung der Wahrscheinlichkeit
durchzuführen, um den neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen rund um die
Monsterwellen gerecht zu werden. Deshalb wurde die Wahrscheinlichkeit auf der
Basis von den neuen Erkenntnissen und unter Berücksichtigung der neuen Daten,
neu errechnet. Die Forscher kamen zum Schluss, dass in einem schmalen und nicht
von Gauss definierten Wellenfeld, gerechnet auf 100 anormale Wellen, eine 13
prozentige Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine Monsterwelle auftritt. Die auf der
Basis der Gaussschen Normalverteilung aufbauenden Berechnungen, die früher
gebraucht wurde um die Wahrscheinlichkeit von Monsterwellen zu bestimmen,
kommen bei ihrer Auswertung der Daten auf lediglich 3,3 Prozent.
Das neu gewonnene Ergebnis zeigt genau auf, wie drastisch sich die
Wissenschaftler aufgrund von falschen Annahmen verrechnet hatten.15 Hier kann
man wohl einmal mehr sagen: „Wissenschaft ist der aktuelle Stand des Irrtums“
14
S. 21-29
15
Nobuhito Mori: Occurrence probability of a freak wave in a nonlinear wave field
http://www.oceanwave.jp/research/freakwave/OE_maxwave/node7.html (Benutzt am 06.10.11)
15
3.4 Aktuelle Forschung zu Monsterwellen
Inzwischen hat sich viel getan, den Mythos um
die
Monsterwellen
aufzuklären.
Mehrere
Forscherteams befassten sich über Jahre hinweg
mit Monsterwellen Experimenten im Labor und
versuchten das Rätsel der Riesen der Meere zu
entschlüsseln. Ein aufsehenerregender Erfolg ist
den Physikern Bengt Eliasson und P. K. Shukla
von der Ruhr- Universität in Bochum geglückt.
Abbildung 9 Künstlich erzeugte Monsterwelle
Sie haben, wie Al Osborne, die Instabilität der im Wellenkanal
normal grossen Wellen beobachtet, um zu http://www.unihannover.de/de/universitaet/rekorde/wellenkanal/
begreifen wie die Monsterwellen entstehen. Sie (Benutzt am 08.11.11)
kamen zum Schluss, dass die Monsterwellen ein kurzlebiges Phänomen sind, mit
einer kleinen Wahrscheinlichkeit. Die beiden Wissenschaftler kamen durch eine von
ihnen entwickelte Computersimulation zum Schluss, dass zwei nicht lineare Wellen,
die aufeinander treffen, sich anders verhalten als eine normale Welle. Die zwei nicht
linearen Wellen können sich zu Wellenpaketen zusammen schliessen. Diese
Wellenpakete, welche sich anders verhalten als normale Wellen und eine bis zu 3
mal höhere Amplitude (maximale Auslenkung) haben, können sich durch den
Einfluss von starker Meeresströmung und der Strömung entgegengesetztem
starkem Wind mit der Zeit zu einer extrem grossen Welle auftürmen.
Vier Jahre nach dieser Simulation machten die zwei Forscher erneut von sich reden.
Sie fanden heraus, dass die Wellen miteinander reagieren und die Wellenpakete sich
in eine bestimmte Richtung ausbreiten, was die Welle extrem kurz macht und dafür
eine hohe Amplitude entstehe. Die Monsterwelle kann sich dabei nur kurze Zeit, das
heisst für einige Minuten selbst stabilisieren. Die Welle, die nur durch das Verlieren
der Stabilität anwachsen kann, bezieht ihre Energie aus ihren benachbarten Wellen.
Dadurch, dass die Welle die Energie, das Volumen und die Kraft der Nachbarwellen
in sich vereint, wächst diese zu einer Monsterwelle heran. Dieses Aufbäumen zu
einer Riesenwelle basiert auf den Wechselwirkungen zwischen den Wellen, die die
Wellen destabilisiert. So entsteht aus der Instabilität einer Welle eine Monsterwelle.
16,17
Diese neu entstandene Monsterwelle kann sich für einen kurzen Augenblick selbst
stabilisieren. Die Welle zerfällt jedoch nach einem bestimmten, ziemlich kurzen
Zeitraum. Nach dem Verlust der vorübergehenden Stabilität, löst sich die einstige
Monsterwelle wieder in mehrere kleinere Wellen auf, oder bricht auf dem Ozean. 18
Die zwei Forscher beteuern, dass ihre eigenen Ergebnisse mit den Beobachtungen
von künstlich erzeugten Monsterwellen in Wassertanks übereinstimmen.
16
B.Eliasson und P.K. Shukla: Instability and nonlinear evolution of narrow-band directional ocean waves, 2010, In: Phys. Rev.
Lett. 105, 014501
17
http://aktuell.rub.de/pm2010/pm00192.html.de (Benutzt am 06.10.11)
18
S. 21-29
16
4 Entwicklung der Erklärungen für Monsterwellen
Sehr lange hielt sich der Glaube, dass es keine Monsterwellen geben kann. Zuerst
waren für jedes verschwundene Schiff auf hoher See, Seeungeheuer wie zum
Beispiel der Riesenkrake verantwortlich. Später wollten sich die Wissenschaftler
nicht von ihrem linearen Modell
lossagen und schoben das spurlose
Verschwinden von Schiffen auf
menschliches Versagen oder einen
technischen Defekt.
Doch alles konnten auch die
Wissenschaftler nicht abstreiten und
mussten zumindest eine Erklärung für
die Riesenwellen vor der Süd-Ost
Küste Afrikas liefern, wo die lineare
Theorie nicht ausreichte um die
Unglücksfälle zu erklären. Denn die Abbildung 10 Die Wilstar, welche 1974 von einer Monsterwelle
vor der Küste Südafrikas getroffen wurde
Küste Südafrikas ist eine wichtige http://www.spiegel.de/img/0,1020,373303,00.jpg (Benutzt am
Schifffahrtsroute. Zwanzig Schiffe 07.11.11)
wurden seit 1990 während schwerer
Stürme von Monsterwellen vor der
Küste Südafrikas schwer beschädigt
oder versenkt.
Erschreckende Bilder, welche die
Kraft der Wellen verdeutlichen,
tauchten nach und nach auf. Da gab
es Container Schiffe, in denen ein
riesiges Loch klaffte oder Schiffe,
welche durch die Wucht der Welle
mittschiffs
auseinandergerissen Abbildung 11 Die zerstörte World Horizon
http://web.uct.ac.za/depts/shiplaw/images/capstorm/whz.jpg
wurden.
Gezwungenermassen
wollten
Wissenschaftler herausfinden, was in den Gewässern vor Südafrika vor sich ging
und weshalb an dieser Stelle solche zerstörerischen Wellen auftauchen konnten.
Einer der Wissenschaftler, der sich dieser Aufgabe annahm, kam die zündende Idee.
Er zeichnete die Koordinaten von gemeldeten Riesenwellen auf eine Karte und legte
eine zweite Karte mit den Besonderheiten der Strömungen über die erste Karte.
Sein Befund wäre eine vermeintlich einfache Erklärung für Monsterwellen und eine
preisgünstige Lösung für die Schifffahrt gewesen.
17
Er fand heraus, dass alle Ereignisse von Monsterwellen um den Agulhasstrom
stattfanden. Das alleine wäre noch kein Grund für eine Monsterwelle, doch
kombiniert mit Wind und Wellen aus der entgegengesetzten Richtung, könnte sich so
eine Monsterwelle aufbauen. Im Süden des Indischen Ozeans, entwickeln sich die
meisten Winde und Stürme. Diese bewegen sich dann in Richtung der Ostküste
Afrikas (Norden), wo sie auf den Agulhasstrom treffen, der in Richtung Süden fliesst.
Die Theorie ist, dass durch den Wind und die Strömung diejenigen Wellen, welche
eigentlich nicht hoch aber lang sind, zusammengedrückt werden und damit an Höhe
gewinnen und gleichzeitig an Länge verlieren. Diese Theorie stützte sich auf Radarund Satellitenbilder von Wellen vor der Küste. Wenn die Wellen in der gleichen
Richtung wie der Strom verliefen, waren die Wellen vergleichsweise klein.
Aber sobald sich die Wellen gegen den Strom bewegten, war erstens der
Durchschnitt der Wellenhöhen um einiges höher und zweitens entstanden, wie
erwartet, Monsterwellen.
Dieses Forschungsergebnis war ein Segen für die Reedereien, die dachten, dass
damit das Problem der Monsterwellen gelöst sei und kein Rappen in neue, stabilere
Schiffe investiert werden müsse. Die Reedereien erarbeiteten neue Routen für die
Schiffe, um die Risiko Gebiete wie Süd-Ostafrika und Norwegen zu umschiffen und
dachten, das Problem um den Mythos Monsterwellen sei gelöst. Doch dann, im
Februar 2001, wurde die Caledonian Star mit Kapitän Lampe im Südatlantik von
einer Monsterwelle getroffen. Die Welle zerstörte nicht nur Teile des Schiffes,
sondern auch die Hoffnung das Problem der Monsterwellen zu lösen, denn im
Südatlantik gibt es keine mit dem Agulhasstrom vergleichbare Strömung, welche
Monsterwellen verursachen könnte. 19 Die Beobachtung des Agulhasstroms ist somit
eine frühere Form der heutigen Strömungstheorie.
Nach diesem Schiffsunglück brauchte man neue Theorien, denn Wellen von zirka 30
Meter Höhe, die eigentlich nur alle 10‘000 Jahre auftreten dürften, trafen innerhalb
von nur zwei Wochen zwei verschiedene Schiffe im Südatlantik. Durch neue
Radarsatteliten, welche die Meeresoberfläche fotografieren, versuchte man dem
Rätsel Monsterwelle erneut auf den Grund zu gehen. Innerhalb von knapp 3 Wochen
fanden die Wissenschaftler um Dr. Susanne Lehner vom DLR(Deutsches Zentrum
für Luft- und Raumfahrt) 10 Riesenwellen über alle Weltmeere verteilt, wobei die
höchste der Wellen 32 Meter hoch war. Damit war bewiesen, dass das gängige
lineare Modell zumindest für die Berechnung von Monsterwellen nicht stimmen
konnte. Erst in diesem Moment griff man die These von Al Osborne wieder auf, bei
welcher die nichtlineare Form der Wellen ausschlaggebend sein muss, um eine
Monsterwelle entstehen zu lassen.
19
BBC: Freak Waves - Riesenwellen aus dem Nichts Grossbritannien, 2002, 44 Min
18
5 Wo können Monsterwellen entstehen
Grundsätzlich können Monsterwellen auf allen grösseren Gewässern entstehen. Es
gibt jedoch bestimmte Orte, wo die Entstehung von Monsterwellen begünstigt wird.
Ein wichtiger Faktor für die Bildung von Monsterwellen sind Meeresströmungen. Da
der Wind den Seegang bestimmt, fällt auch ihm bei der Entstehung einer
Monsterwelle eine wichtige Rolle zu. Daraus kann man folgern, dass überall, wo
heftige Stürme auftreten, auch das Risiko auf eine Riesenwelle zu treffen
entsprechend hoch ist, denn die Wellen brauchen nicht unbedingt eine Strömung,
gegen welche sie ankämpfen müssen, um zu Monstern anzuwachsen, sondern sie
können sich auch durch das Huckepackmodell zu Riesenwellen transformieren.
5.1 Risikoreiche Regionen und Orte für die Entstehung von Monsterwellen
Der Atlantik ist ein Risikogebiet für Monsterwellen, da es im Atlantik immer wieder
heftige Stürme und Gewitter gibt und somit ohnehin schon grosse Wellen entstehen,
welche sich dann eventuell zu Monsterwellen aufbauen können. Ein weiterer Faktor,
der den Atlantik zum Risikogebiet macht, ist die Dünung. Eine Dünung entsteht aus
einem weit entfernten Sturm. Dieser Sturm generiert Wellen, deren Ausläufer
kilometerweit über den Atlantik laufen können. Wenn diese Wellen dann wieder auf
einen Sturm treffen, kann es sein, dass sie in einem für die Monsterwellen
Entstehung günstigen Winkel, der möglichst nah an 42˚ liegt, auf den Sturm treffen
und die Wellen im Sturm, durch die Wechselwirkung, derart destabilisieren, dass sich
durch die Instabilität dann Monsterwellen bilden können. 20 21
Ein konkreter Ort, wo Monsterwellen auftreten können, ist das Cape Disappointment
im US Bundesstaat Washington. Die Wellen dort entstehen dadurch, dass der
Columbia River direkt am Kap ins Meer mündet und an dieser Stelle die Wellen zu
hohen Wellen zusammendrückt. Dadurch können ebenfalls Monsterwellen
entstehen.
Die wahren Monsterwellen Hot Spots liegen jedoch an der Süd- Ost Küste Afrikas
entlang dem Agulhasstrom, der Gegend um die Neufundlandbank und auch in der
Nordsee, vor allem in der Region um Norwegen sind mehrere Monsterwellen
gesichtet worden. 22
Wie vorher schon kurz angetönt, haben vor allem Strömungen grossen Einfluss auf
die Entstehung einer Monsterwelle. Die wichtigsten stelle ich hier kurz vor.
20
BBC: Freak Waves - Riesenwellen aus dem Nichts Grossbritannien, 2002 44 Min
21
22
19
Der Golfstrom
Ein Meeresstrom, der zu Monsterwellen führen
kann, ist der Golfstrom im Nordatlantik, der
sich mit dem Labradorstrom trifft. An der Stelle,
wo der warme Golfstrom und der kalte
Labradorstrom aufeinander treffen, gibt es
Turbulenzen im Wasser. Diese können zu
einer Destabilisierung der Wellen und somit zu
Monsterwellen führen. Ausserdem können die
Wellen durch die Strömung aufgestaut werden.
Abbildung 12 Darstellung des Golf- und
Labradorstromes
http://www.esys.org/rev_info/labradorstrom.jpg
Der Agulhasstrom
Ein Strom, der zu Monsterwellen führt,
indem er die Wellen aufstaut, ist der
warme Agulhasstrom. Die Strömung hat
ihren Ursprung im Indischen Ozean und
fliesst in Richtung Süden, der Süd- Ost
Küste Südafrikas entlang.
Abbildung 13 Agulhasstrom
http://sea.uct.ac.za/wp-content/uploads/2009/09/05600x395.jpg (Benutzt am 07.11.11)
Der Kuroshio Strom
Neben dem Agulhasstrom vor Südafrika und dem
Golfstrom im Nordatlantik, gibt es auch im westlichen
Pazifik den Kuroshio Strom. Der „Schwarze Strom“
wie er übersetzt heisst, ist eine warme, mit 3.5
Knoten
ziemlich
schnell
fliessende
Oberflächenströmung. Der Kuroshio Strom ist
ebenso wie die beiden anderen Strömungen eine
Risikozone für Monsterwellen. Da der Strom relativ
schnell fliesst, kann er bei ungünstigem Wind, eine
gewöhnliche Welle zu einer Monsterwelle aufstauen
oder eine Kreuzsee (Wellen kommen aus allen
Richtungen) hervorrufen. So geschehen am 23 Juni
2008, als die Suwa Maru No. 58 Opfer einer
Monsterwelle wurde.23,24
23
24
Abbildung 14 Kuroshio Strom vor Japan
http://tidalenergy.com.au/images/developme
nt-image-3.jpg (Benutzt am 07.11.11)
http://www.esys.org/rev_info/kuroshio-strom.html (Benutzt am 19.10.11)
20
Doch auch im Mittelmeer können Monsterwellen völlig unerwartet auftauchen, wie
das Beispiel des Kreuzfahrtschiffes Louis Majesty belegt. Das Kreuzfahrtschiff wurde
vor der Küste Spaniens im Mittelmeer von drei aufeinanderfolgenden Monsterwellen
getroffen. Dieses Ereignis zeigt, dass auch an solchen Stellen, die für die
Monsterwellen Entstehung vermeintlich ungefährlich sind, die tödlichen Wellen
auftreten können. Diese Tatsache, macht die Monsterwellen so gefährlich, da man
auf einem grösseren Gewässer sich nie hundertprozentig sicher sein kann, dass die
Bildung einer Monsterwelle vollkommen ausgeschlossen ist. 25
Für die Schifffahrt ist es essentiell zu wissen wo sich diese Monsterwellen Hot Spots
befinden, da man diese Orte in neuen Routenberechnungen mit einbeziehen und
eventuell meiden könnte. Die Gefahr wäre nicht vollständig behoben, jedoch wäre
das Risiko auf eine Freak Wave zu treffen bedeutend vermindert. Deshalb arbeiten
Forscher fieberhaft daran, mithilfe von Radarsatelliten die Gebiete, in denen
Monsterwellen gehäuft vorkommen auszumachen und sie zu kartographieren.
25
http://www.welt.de/vermischtes/article6647783/Monsterwellen-im-Mittelmeer-sind-sehr-selten.html (Benutzt am 20.10.11)
21
6 Unterschied zwischen Monsterwelle und Tsunami
Der Name Tsunami setzt sich aus den
japanischen Wörtern „tsu“, was so viel wie
Hafen bedeutet, und dem japanischen Wort
für Welle, „nami“, zusammen. Wie schon im
Namen enthalten, handelt es sich bei
Tsunamis um Wellen, welche vor allem in
Häfen, Buchten und Küstenregionen schwere
Abbildung 15 Tsunami der einen Damm
Schäden anrichten.
überschwemmt (Japan 2011)
Ein Tsunami entsteht durch eine plötzliche http://images.zeit.de/gesellschaft/zeitgeschehen/201103/tsunami-welle-miyako/tsunami-welle-miyakoHebung oder Absenkung des Meeresbodens, 540x304.jpg (Benutzt am 08.11.11)
aber auch durch eine plötzliche, grosse
Wasserverdrängung, wie das zum Beispiel beim Abbrechen von Erde oder Eis der
Fall ist. Die aller meisten Tsunamis, zirka 90 Prozent, werden durch ein Erdbeben
verursacht. Gelegentlich entstehen Tsunamis auch durch Erdrutsche unter dem
Wasserspiegel oder Vulkanausbrüche. Tsunamis können ebenfalls bei Einschlägen
von Meteoriten auf die Wasseroberfläche entstehen, also imfolge einer plötzlichen,
grossen Wasserverdrängung.
Der Tsunami, der 2004 aufgrund eines
Erdbebens vor der Küste Sumatras gigantische
Zerstörungen verursachte, gehört neben dem von
Japan 2011 für meine Generation wohl zu einem
der bekanntesten Tsunamis. Anhand dieses
Ereignisses, werde ich nun den Mechanismus
aufzeigen, durch den eine solch zerstörerische
Welle entsteht. 26
Die ozeanische Erdkruste vor der Küste
Sumatras im Indischen Ozean, bewegt sich von
Westen in Richtung Osten. Sie kollidiert auf ihrem
Weg mit der Krustenplatte von Sumatra und wird
Abbildung 16 Ursache für das Erdbeben
unter diese geschoben. Bei diesem Vorgang, 2004 Sumatra und den darauffolgenden
Tsunami
Subduktion genannt, können sich die Erdkrusten Prof. Dr. Peter Bormann: Infoblatt Tsunamis,
jedoch ineinander verhaken, da sie beide nicht Version 01/08 ©GFZ Potsdam
glatt sind. Dieser Fall ist vor dem verheerenden Erdbeben vor Sumatra eingetreten.
Die Platte von Sumatra wurde während Jahren immer mehr in Richtung Osten und
nach unten gezogen. Die Verhakung konnte die immer grösser werdende Spannung
immer schlechter halten und so kam es am 26.12.2004 zu einem Zurückschnellen
der Krustenplatte von Sumatra in ihre ursprüngliche Position.
26
Prof. Dr. Peter Bormann: Infoblatt Tsunamis, Version 01/08 ©GFZ Potsdam
22
Die Platte schoss um 13 Meter Richtung Westen und nach oben. Das Auflösen der
über Jahre hervorgerufenen Verhakung führte zu dem Erdbeben mit der Stärke 9,3
auf der Richterskala. An diesem Tag verschob sich der Meeresboden um die
Sumatra Platter herum schlagartig um 2-3 Meter nach oben. Das darüber liegende
Wasser begann durch das Erdbeben zu schwingen und breitete sich anschliessend
in alle Richtungen aus.
6.1 Anatomie eines Tsunami
Das Aussehen und Verhalten eines Tsunami hängt sehr stark von den äusseren
Begebenheiten ab, besteht jedoch immer aus mehreren, langperiodischen Wellen.
Vor allem die Wassertiefe hat entscheidenden Einfluss auf das Verhalten der Welle.
Die Geschwindigkeit zum Beispiel beträgt in einer Wassertiefe von 7000 Metern um
die 950 km/h während sie sich im seichten Wasser, bei einer Tiefe von 10 Metern,
nur noch mit zirka 30 bis 50 km/h fortbewegt. So wie die Geschwindigkeit der Welle
bei geringer Wassertiefe abnimmt, nimmt auch die Wellenlänge ab. Dadurch, dass
die Wellenlänge bei einer Tiefe von 7000 Metern zirka 280 Kilometer betragen kann
und bei einer Wassertiefe von lediglich 10 Metern nur noch zirka 10 Kilometer
beträgt, da sie zusammengedrückt wird und das Volumen in die Höhe gedrückt wird.
Dem Fakt, dass die Welle erst bei geringer Wassertiefe zu einem Riesen anwächst
und auf offenem Meer auch an den kleinsten Fischerbooten keinen Schaden
verursacht, verdanken die Wellen auch den Namen Tsunami oder eben Hafenwelle.
27
Abbildung 17 Anatomie eines Tsunami in Abhängigkeit der Wassertiefe
http://www.fi.uni-hannover.de/fileadmin/institut/images/Forschung/Forschungsgebiete/Tsunami_wave_length.jpg
12.12.11)
27
23
(Benutzt
am
6.2 Unterschiede zwischen Tsunami und Monsterwelle
Monsterwellen sind keine Tsunamis. Darum werde ich hier einige der wichtigsten
Unterschiede zwischen den beiden Riesenwellen anführen.
Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen dem Tsunami und der Monsterwelle
besteht in den völlig unterschiedlichen Entstehungsweisen der beiden Riesenwellen.
Während bei der Entstehung von Monsterwellen vor allem Oberflächenfaktoren wie
Wind, Strömung und die Wechselwirkung zwischen den Wellen im Vordergrund
stehen, muss für die Entstehung eines Tsunamis eine plötzlich stattfindende, grosse
Wasserverdrängung erfolgen, wie zum Beispiel bei einem Erdbeben oder beim
Abbrechen eines Eisblockes.
Ein anderer Unterschied findet sich bei den Gebieten, in denen die Wellen
auftauchen. Während Monsterwellen zu jeder Zeit an jedem Ort auf allen grösseren
Gewässern entstehen können und eine grosse Gefahr für die Schiffe auf See
darstellen, werden Tsunamis für die Menschen erst in den Küstenregionen
gefährlich, da sich ihre Energie hauptsächlich in der Tiefe befindet. Deshalb nennt
man solche Wellen Tiefenwellen.
Ein weiterer Unterschied findet sich bei der Existenzdauer der Wellen. Während ein
Tsunami mehrere hundert Kilometer zurücklegen kann, bis er auf Land trifft und sich
aufbäumt, kann eine Monsterwelle nur für wenige Minuten existieren bis sie bricht
oder in mehrere kleinere Wellen zerfällt.
Ein letzter entscheidender Punkt im Bezug der beiden Wellen findet sich hinsichtlich
der Vorhersage. Die Monsterwellen sind bis heute nur schwer vorherzusagen und die
Wissenschaft kann bis heute nur Gebiete nennen, welche durch ihre natürlichen
Eigenschaften besonders gefährdet sind. Ganz anders beim Tsunami. Zwar kann
man nicht Tage im Voraus sagen, man müsse eine bestimmte Küstenregion
evakuieren, aber man kann zumindest vor einem Tsunami warnen. Sobald das
Epizentrum bekannt ist, können Wissenschaftler ziemlich exakt und schnell
berechnen, wie lange eine eventuelle Welle bräuchte, bis sie auf eine Küste treffen
würde. Für diese Berechnungen sind primär die Wassertiefen von grosser
Bedeutung. Durch diese Warnung können letztendlich nicht alle Küstenregionen
evakuiert werden, aber zumindest die Menschen in weiter entfernten Gebieten
gewinnen dadurch Zeit, sich in Sicherheit zu bringen.
24
7 Interview mit Kapitän Appel und Kapitän Lampe
Um mehr über Monsterwellen zu erfahren, habe ich zwei Kapitäne dazu befragt, die
beide mit ihren Schiffen einer Monsterwelle begegnet sind. Kapitän Lampe konnte
ich per Skype interviewen und das Gespräch direkt aufnehmen, um mit Kapitän
Appel zu sprechen, bin ich für drei Tage nach Hamburg gereist, um ihn dort zu
treffen.
Um einen Eindruck einer wahren Begegnung mit einer Monsterwelle zu vermitteln, ist
der folgende Teil meiner Arbeit den Erlebnisberichten der Kapitänen Appel und
Lampe und einem anschliessenden Vergleich gewidmet.
7.1 Erlebnisbericht von Herrn Appel, Kapitän der Eurobridge Beam
Wir waren im Gebiet der Neufundlandbank im Nordatlantik bei extrem schlechtem
Wetter in Richtung New York unterwegs. Der Seegang bestand aus zwei
Wellenfeldern einer Sturmsee und einer Dünung. Deshalb war die Geschwindigkeit
des Schiffes sowieso reduziert. Aufgrund der beiden Wellenfelder haben wir versucht
das Schiff zwischen die Felder zu stellen, um möglichst wenig Schaden zu nehmen.
Deshalb stand dann auch bei der Monsterwelle das Schiff zum Glück in einem relativ
günstigen Winkel zur Welle, also etwa 20˚-30˚ Grad von vorne, was ich denke, ist die
beste Variante die Wellen zu durchkreuzen.
Denn viel Zeit zum Reagieren hätten wir ohnehin nicht gehabt, da wir die
Wellengruppe bei Nacht, hohem Wellengang und Gischt nicht sahen. Die Gruppe
bestand aus einer sehr hohen Hauptwelle und zwei oder drei Vor- und Nachwellen,
welche jedoch nicht ganz so hoch wie die Hauptwelle, jedoch überdurchschnittlich
hoch waren.
Die Hauptwelle war inklusive Wellental, welches sehr kurz war, zirka 25-30 Meter
hoch. Durch die vorherigen Wellen und das sehr tiefe Wellental, das vorwegläuft,
rutscht man quasi in die Hauptwelle rein. Dadurch war die Beschleunigung über 1 g
und die Matrosen die nicht im Dienst waren, sind in den Kojen geschwebt und aus
den Betten gefallen. „Ich war während des Aufpralls auf der Brücke und sass da in
meinem Sessel, als ich gänzlich von der Sitzfläche abhob“. Kurz bevor wir in die
Hauptwelle hineinfuhren gab es eine extrem ruhige Phase und es war praktisch
windstill. Wir wunderten uns noch was plötzlich los sei und wo der ganze Wind
geblieben ist. Man muss sich die Geräuschkulisse bei einem heftigen Sturm etwa wie
bei einem startenden Düsenjet vorstellen, es ist so laut, dass man sich kaum
unterhalten kann und alles was klappern kann, klappert und auf einen Schlag war der
Lärm plötzlich weg. Man hat sich auf den Krach eingestellt, da man den schon
Stunden erlebt hat und auf einmal ist es ruhig und das erste was man merkt ist, dass
das Schiff unter einem wegsackt. Ab da geht alles sehr schnell, das Schiff nimmt
Fahrt auf und steuert exakt in das Wellental hinein, wo man von der ersten
Wellenfront getroffen wird, welche direkt über dem Schiff bricht.
25
Das erste was ich nach dem Aufschlag der Welle dachte, war: Ist das Schiff in
Ordnung? Haben wir noch elektrischen Strom? Ist der Diesel ausgefallen etc. denn in
dieser Situation gehen einem viele Dinge durch den Kopf, da man ja keine Ahnung
hat, was genau passiert ist und was die Folgen sind.
Aber in dieser Situation reagiert man eben professionell und hat nicht irgendwelche
Angstgefühle wie zum Beispiel: Oh mein Gott was passiert jetzt mit dem Schiff,
sondern man denkt: was muss ich machen um etwaige Schäden auszugleichen oder
welche Schäden sind entstanden, wie gravierend sind diese. In dieser Situation
telefoniert man viel, versucht alle Leute zu erreichen, um abzuwägen wie weiter zu
verfahren ist damit alles wieder in Ordnung ist.
Da wir uns auf einem Containerschiff befanden wo sich die Brücke weiter hinten auf
dem Schiff befindet, hatten wir zum Glück keine Personenschäden zu beklagen.
Auch das Schiff, welches für den Nordatlantik gebaut wurde und deshalb sehr stark
war, wies ausser ein paar verbogenen Podesten keinerlei grosse Schäden auf. Der
grosse Schaden entstand vor allem an der Fracht, die wir geladen hatten. Die
vorderen Container, welche alle aus Stahlblech bestanden, bekamen die ganze
Wucht der Welle ab, was dazu führte, dass diese völlig ausgeräumt und zerstört
wurden. Den Containern wurde die ganze Verkleidung weggerissen, sodass nur
noch die 4 Pfosten des Containers, sogar noch in den Laschen verankert, dastanden
und sowohl die Ladung als auch die Aussenwände einfach weggerissen wurden. Die
obersten Container wurden dadurch, dass die Welle über ihnen brach, von oben
eingedellt.
Ausserdem hatten wir zwei Yachten geladen. Bei der einen Yacht ist der Kiel in den
Container eingedrungen und schlitzte den von vorne bis hinten auf, da das Schiff
durch die Wucht der Welle nach vorne geschleudert wurde. Die andere Yacht, wurde
durch den Impuls der Welle so stark nach vorne geschleudert, dass sie durch das
Stahlblech des Containers durchschlug. Dadurch, dass sich das Boot einen halben
Meter nach vorne bewegte und das Stahlblech durchschlug, sah das Blech so
aufgedreht aus wie bei einer Konservendose.
Das Beunruhigende der Welle war, dass diese, nachdem sie uns traf, noch weiter
lief. Denn zwei weitere Schiffe, mit denen wir schon länger in Kontakt standen und
welche ebenfalls Richtung New York unterwegs waren, wurden ebenfalls noch von
der Welle getroffen. Das heisst, dass die Welle ziemlich lange stabil bleiben musste,
da sich die zwei anderen Schiffe im Umkreis von 4-5 Seemeilen, also 6-8 Kilometer
von uns entfernt befanden. Genauso wie wir, hatten auch die anderen zwei Schiffe
schwere Schäden zu melden.
26
7.2 Erlebnisbericht von Herrn Lampe, Kapitän der Caledonian Star
Wir befanden uns im Südatlantik auf dem Weg von den Falkland Inseln Richtung Kap
Horn mit dem Hafen von Ushuaia als Ziel. Das Wetter war sehr stürmisch und der
Wetterbericht sagte Winde von 7-8 Beaufort voraus.
Abends beim Wegfahren am 1.3.01 war schönes Wetter. Im Laufe der Nacht kam
Wind auf und um Mitternacht hatten wir Nord-West Wind der Stärke 7, was etwa der
Vorhersage entsprach. Aber dann nahm der Wind schnell zu. Um 4 Uhr morgens
hatten wir bereits Windstärke 8 und eine Stunde später Windstärke 12, das
entspricht 60 Knoten oder 110 km/h und der Wind nahm immer noch beständig zu,
doch die Beaufort Skala geht ja nur bis 12. Aber wir hatten ein Windmesser an Board
der durchschnittlich 85 Knoten anzeigte also etwa 157 km/h und in Böen auch mehr.
Die spitzen Böen die wir gemessen haben waren etwa 125 Knoten was etwa 230
km/h entspricht. Das ist schon eine ganze Menge. Dieser Wind wehte den ganzen
Tag vom Morgen an mit durchschnittlich 85 Knoten. Wir konnten deshalb ab 5:30 Uhr
morgens unseren beabsichtigten Kurs nicht mehr steuern, da die See zu hoch
wurde. Die See war mindestens 10 Meter hoch und wir mussten deshalb mit
unserem relativ kleinen Schiff beidrehen. Das heisst wir haben den Bug des Schiffes
gegen den Wind gedreht und die Fahrt auf ein Minimum reduziert um den Seeschlag
möglichst gering zu halten. Und sind dann mit etwa 2.0 Knoten, das ist die geringste
Geschwindigkeit bei der sich das Schiff noch steuern lässt, gegen die See
angefahren. Die See nahm während des ganzen Tages zu. Im Durchschnitt war sie
den ganzen Tag über etwa 12-15 Meter hoch, was das Schiff eigentlich relativ gut
überstand. Das einzige Problem bei den Wellen war, dass sie sehr kurz waren. Denn
die Höhe einer Welle sagt eigentlich gar nichts aus, es ist die Höhe verbunden mit
der Länge, die entscheidend ist. Die Länge der Welle wird von Kamm zu Kamm
gemessen, wenn die Welle sehr kurz ist, hat das Schiff Mühe auf die nächste Welle
hinauf zu fahren, da es sein kann, dass das Schiff noch mit dem Heck auf der ersten
Welle ist, während der Bug bereits auf die zweite Welle hinauffahren sollte. Das
bedeutet, dass das Schiff in die Welle eintaucht anstatt sie überwinden.
Unser Schiff war um die 90 Meter lang und passte grade so knapp in das Wellental
hinein, denn die Wellen waren von Kamm zu Kamm knapp 120 Meter lang.
Das Problem tauchte dann nachmittags um 17:30 bei den Koordinaten 53˚ 03‘ S
63˚ 35‘ W auf. Als dann Steuerboard (rechts) voraus überdurchschnittlich grosse
Wellen auftauchten und damit hatte das Schiff dann die Probleme.
Durch den starken Wind war viel Gischt in der Luft und die Sicht stark eingegrenzt.
Deshalb sah der 1. Offizier die Wellen nur zirka eine halbe Meile(ca.900m) im
Voraus, was bedeutet, dass er nur noch ganz wenig Zeit hatte überhaupt noch zu
reagieren, da bei einem Schiff in der Grösse der Caledonian Star einige Minuten
nicht reichen um den Wellen eventuell ausweichen zu können, weil nicht nur das
Schiff sich vorwärts bewegt sondern auch die Wellen, welche sich uns mit einem
ziemlichen Tempo näherten. Aber da die Welle von Steuerboard(rechts) voraus kam,
stand sie in einem relativ günstigen Winkel zum Schiff.
27
Da es aus meiner Sicht eine der besten Varianten ist eine Welle dieses Ausmasses
etwa 20-30% schräg von vorne anzufahren. Was dem 1. Offizier auch gut gelungen
ist.
Die erste Welle nahm das Schiff noch relativ gut und auch die zweite konnten wir
überwinden. Doch als das Schiff auf dem Wellenkamm der zweiten Welle abkippte in
das darauffolgende Wellental, stand da diese riesige Welle vor uns, von der wir
schätzen, dass sie so um die 25-30 Meter hoch war. Und da die Welle zu kurz war
hatte das Schiff keine Möglichkeit mehr, dass sein Bug wieder hochkam und so
fuhren wir praktisch in die Welle hinein. Sodass also hunderte von Tonnen Wasser
auf das Schiff krachten.
Ich selbst war während dem Aufprall in meiner Kabine im Badezimmer unmittelbar
unter der Brücke und ich hörte diesen wahnsinnigen Schlag als wäre das Schiff mit
einem riesigen Hammer getroffen worden wäre. Und da auf der Brücke vier Fenster
eingeschlagen wurden und die Brücke zirka einen Meter unter Wasser stand kam
das Wasser bei mir aus der Decke. Das war eine sehr beängstigende Situation denn
als ich das Wasser bei mir aus der Decke kommen sah, dachte ich wir seien auf dem
Weg nach unten. Ich bin dann sofort zur Brücke gelaufen, wo die Türen geöffnet
wurden um das Wasser abfliessen zu lassen. Doch die Folge des Wassereinbruchs
war, dass sämtliche Elektronische Geräte auf der Brücke ausgefallen waren.
Ausserdem hatte die ungeheure Wucht der Wellen das Schiff noch weiter vom Kurs
abgetrieben und kurzfristig bestand die Gefahr, dass das Schiff quer zur See kommt.
Das bedeutet, dass eine Seite des Schiffes den Wellen ausgesetzt ist, was kritisch
ist, da die Seitenfenster nicht so stark sind wie die der Brücke. Durch sehr
reaktionsschnelles Handeln konnten wir das jedoch vermeiden.
Unmittelbar nach dem Aufprall war die Stimmung auf dem Schiff bei Abendhimmel
sehr unheimlich. Die Alarmanlage wurde durch einen Kurzschluss gestartet
ausserdem blitzte es aus den überfluteten Elektrogeräten und auch rein mechanisch
wurde sehr viel zerstört. Die Fenster der Brücke waren zerschlagen und die ganze
Dekoration von den Wänden abgerissen. Die zerschlagenen Fenster haben wir mit
Matratzen und Brettern provisorisch abgedichtet. Einen weiteren Schaden wiesen die
sogenannten Brücken Nocken auf, welche sich links und rechts der Brücke befinden.
In diesen Brücken Nocken sind unter anderem die Fahrstände untergebracht von
denen das Schiff alternativ gesteuert werden kann. Diese Nocken-Fahrstände
werden vor allem benutzt, um das Schiff in den Hafen zu manövrieren. Der
Fahrstand und die Verkleidung der Steuerbord Brückennock wurden durch den
enormen Schlag der Welle weggerissen. Abgesehen von der Elektronik und eben
diesen Fahrständen entstanden keine Nennenswerten Schäden am Schiff.
Die einzigen Geräte, die uns nach dem Ausfall der kompletten Elektronik zurück
brachte, war der Magnetkompass der nicht elektrisch gesteuert wird und deshalb
noch funktioniert hatte und ein Handheld GPS für Positionsbestimmungen, der mit
Batterien lief und vom Wasser verschont blieb. Ohne diese beiden Geräte wäre es
sehr schwierig für uns geworden unser Ziel ohne Fremdhilfe zu erreichen.
28
Abbildung 18 Seekarte Richtung Ushuaia. Monsterwelle eingezeichnet bei 17:30
Zugestellt von Herr Lampe
29
7.3 Vergleich der Aussagen von Kapitän Lampe und Kapitän Appel
Sowohl Herr Appel als auch Herr Lampe berichten von extrem schlechtem Wetter,
als sie von der Welle getroffen wurden. Sie klagten beide von überdurchschnittlich
starken Winden und sehr hohen Wellen. Beide sagen jedoch, dass ihre Schiffe mit
diesen Wetterbedingungen keine allzu grossen Schwierigkeiten hatten.
Beide erzählen ausserdem nicht nur von einer einzelnen, überdurchschnittlich hohen
Welle, sondern von mehreren Wellen, die die signifikante Wellenhöhe überstiegen.
Das heisst, beide berichten von dem drei Schwestern Phänomen, welches sich durch
2 bis 3 Vor-, Nachwellen und einer Hauptwelle auszeichnet. Das Besondere der
Wellengruppen war nach Aussage von beiden das extrem tiefe und kurze Wellental,
welches den Wellen vorausging und welches bewirkte, dass die Schiffe nicht auf die
Welle hinauffahren konnten, sondern in die Welle hineinrutschten und quasi durch
die Welle hindurchfuhren.
Eine weitere Gemeinsamkeit bei den Äusserungen der beiden Kapitäne liegt bei der
ausserordentlich kurzen Zeit auf die Welle zu reagieren. Bei Herrn Lampe wurde
durch die Gischt und den ohnehin schon hohen Wellengang, die Sicht stark
eingegrenzt, was dazu führte, dass die Welle nur sehr kurze Zeit vor dem Aufprall
gesichtet wurde. Bei Herrn Appel hingegen wurde die Welle gar nicht erkannt, da
durch die Nacht und das ausserordentlich schlechte Wetter die Sicht getrübt war.
Nach der Meinung beider Kapitäne, ist es am sinnvollsten, die Welle mit 20 bis 30
Grad von vorne anzufahren. Beide empfehlen die Welle mit möglichst geringer Kraft
anzufahren, um die Kraft des Aufpralles nicht noch zu steigern. Mit dieser
Massnahme können allfällige Schäden im Rahmen gehalten werden.
Ein weiterer gemeinsamer Aspekt in den Aussagen findet sich bei dem Weiterlaufen
der Welle nach dem Aufprall. Kapitän Appel konnte bestätigen, dass die Welle nach
dem Aufprall noch weiterlief. Er erzählte sogar von zwei weiteren Schiffen in seiner
Nähe, welche ihm per Funk von einer aussergewöhnlich hohen Welle berichteten.
Herr Lampe konnte ebenfalls bestätigen, dass die Welle nach dem Aufprall noch
weiterlief. Er war allerdings nicht in der Lage zu beurteilen, wie weit sie lief und ob
eventuell andere Schiffe in Mitleidenschaft gezogen wurden.
Ein markanter Unterschied zwischen den Erlebnissen findet sich beim Wellengang.
Während bei Herrn Appel die See aus zwei Wellenfeldern, der Dünung und der
Sturmsee bestand, kamen bei Herrn Lampe sämtliche Wellen aus Windrichtung und
es war zumindest keine klare Dünung zu erkennen. Bei dieser Aussage, ist primär
das Erlebnis von Herrn Appel spannend. Durch die zwei Wellenfelder, können die
Wellen untereinander interagieren. Denn erst durch die Wechselwirkung von Wellen
nimmt die Gefahr, dass eine Riesenwelle entsteht, deutlich zu. Um Herr Lampes
Erlebnis erklären zu können, müsste man die damalige Beschaffenheit des Ozeanes
betrachten, ob allenfalls eine Strömung existierte, welche die Monsterwelle aufbaute.
30
Ein weiterer Punkt in den Aussagen von Herr Appel und Herr Lampe findet sich bei
den Koordinaten. Während sich Kapitän Lampe im Südatlantik befand, wurde Herr
Appel im Nordatlantik in der Nähe der Neufundlandbank von der Welle getroffen.
Diese beiden Ereignisse unterstreichen, dass vor allem der Atlantik, der sich sowieso
durch extrem schlechtes Wetter und sehr heftige Stürme auszeichnet, ein stetiger
Risikoherd für Monsterwellen darstellt.
31
8 Mögliche Auswirkungen von Monsterwellen auf die Schifffahrt
Die Reedereien der Welt verlieren im Durchschnitt pro Woche ein Schiff auf den
Weltmeeren. Eigentlich erstaunlich, dass trotz der bekannten Gefahr, die von
Monsterwellen ausgehen, noch immer keine Massnahmen ergriffen wurden.
Allgemein ist sehr wenig Bewegung in die Sache gekommen.28 Zwar gehen nicht alle
verlorenen Schiffe auf das Konto der Monsterwellen, aber man muss sich trotzdem
fragen, warum die Reedereien nicht aufrüsten um ihre Schiffe und vor allem die
Besatzung ausreichend zu schützen. Die Reedereien begründen ihr Zögern vor
allem mit der Tatsache, dass es keine hieb- und stichfesten Studien dazu gibt, wie
häufig Monsterwellen auftauchen. Deshalb hat sich bis heute auch die International
Maritime Organization, kurz IMO, zurückgehalten neue, für alle verbindliche Gesetze
zu erlassen. Garantiert ist jedoch, dass die gegenwärtigen Gesetze und
Bestimmungen nicht reichen um sicher auf den Weltmeeren unterwegs zu sein. Die
Richtlinie der IMO bestimmt, dass Hochseefrachter und Containerschiffe einer
signifikanten Wellenhöhe von 16,5 Metern widerstehen müssen. Dieser Wert wurde
durch verschiedene Berechnungen ermittelt. Die Existenz von Monsterwellen ist
dabei aber nicht mit eingerechnet. Im Klartext heisst das, dass die Schiffe pro m 2
mindestens 15 Tonnen Kraft aushalten müssen. Monsterwellen entwickeln allerdings
viel höhere Kräfte mit bis zu 100 Tonnen pro m2. Wenn nun ein Schiff einer solchen
Belastung ausgesetzt ist, für die es gar nicht konstruiert wurde, entstehen schwere
Schäden. Den extrem hohen Krafteinwirkungen, können Schiffswände nicht
standhalten. Das kann zum Kentern führen.
Ein weiterer Grund für die Fehlkonstruktion von Schiffen im Bezug auf Monsterwellen
findet sich bei der enormen Steilheit der Welle und dem kurzen und tiefen Wellental.
Es ist durch die Steilheit der Welle dem Schiff nicht möglich, über die Welle hinweg
zu fahren. Das hat zur Folge, dass das Schiff von der Monsterwelle überrollt wird.
Gleichzeitig befinden sich vor und nach der Welle sehr tiefe Wellentäler. Je nachdem
29
wie kurz ein solches Wellental ist, kann das Schiff in der Mitte durchbrechen.
28
S. 21-29
29
Interviews mit Kapitän Lampe und Appel
32
8.1 Die Rolle der IMO
Seit
das
Phänomen
der
Monsterwellen
wissenschaftliche anerkannt ist, müsste man meinen,
dass auch die Schifffahrt und konkret die Reedereien
Massnahmen ergriffen haben, um ihre Schiffe zu
schützen.
Ein
Problem
ist
sicherlich
die
Gesetzgebung, welche immer noch nicht alle
Reedereien dazu zwingt, aufzurüsten. Diese
Schifffahrtgesetze werden von einer Zentralbehörde
mit Sitz in England beschlossen. Wenn man nun Abbildung 19 Logo der International
Regeln für die Schifffahrt beantragen will, muss man Maritime Organization
http://www.bmvbs.de/cae/servlet/contentblo
zur International Maritime Organization, wo in b/44216/poster/11194/logo-internationalverschiedenen
Gremien
ein
Gesetzesentwurf maritime-organization-imo.jpg
erarbeitet wird und entschieden wird, ob die Regel
den Teilnehmerstaaten zur Abstimmung vorgelegt wird. Wenn die Regeln zu
Abstimmung angenommen werden, kommt es nun zu einer Abstimmung über das
Abkommen, wenn dieses mit einer Mehrheit aller Mitgliederstaaten angenommen
wird, beginnt die nächste Stufe zum neuen Gesetz. Alle Teilnehmerstaaten müssen
das Abkommen dem eigenen Parlament vorlegen, welches die neuen Regeln für die
Schifffahrt ratifizieren muss.
Das grosse Problem ist nun, dass viele Länder das Abkommen nicht gutheissen und
die neuen Regeln nicht in ihre eigene Gesetzgebung aufnehmen wollen. Denn das
Problem, wenn nicht alle Länder das Abkommen in ihrer Gesetzgebung festhalten,
ist, dass ein Schiff von einem Land ohne das Abkommen im Gesetzbuch eventuell
nicht in einen Hafen eines Landes mit dem Abkommen im Gesetz einlaufen darf, da
es in Konflikt mit dem geltenden Recht gerät. Deshalb ist das mit den Internationalen
Abkommen so geregelt.
Nur schon bis ein grosser Teil der Mitgliederstaaten das Gesetz angenommen und
umgesetzt hat, dauert es Jahre.
33
Erst wenn der grösste Teil der Staaten in der IMO das Gesetz ratifiziert hat, tritt es
weltweit in Kraft. Eine neuerliche Hürde stellt jedoch die Übergangszeit dar. Die
Übergangszeit ist zirka 10 bis 15 Jahre lang und wurde aus Fairness gegenüber den
Reedereien eingeführt. Da man glaubte, den Reedereien nicht zumuten zu können,
alle Schiffe auf einen Schlag umzurüsten, da das viel zu teuer und aufwändig wäre.
Deshalb lässt man den Reedereien die Zeit sich umzurüsten und legt irgendwelche
Stichtage fest, an denen die Schiffe umgerüstet sein müssen.
Ein weiteres Problem bei der Aufrüstung der Schiffe besteht darin, dass jedes
einzelne Teil das an einem Schiff verbaut wird, zugelassen sein muss. Das wird von
einer Leitstelle so wie beim TÜV kontrolliert und entweder abgelehnt oder
gutgeheissen. Somit können die Reedereien die Schiffe auch nicht selbst einfach
aufrüsten, da alles getestet und zugelassen sein muss, was verbaut wird.
Soviel zur IMO. Doch es gibt noch andere möglichen Auswirkungen auf die
Schifffahrt als nur das blosse Aufrüsten der Schiffe. Zum Beispiel das Einrichten
eines Frühwarnsystems. Zwei Forschungsprojekte, welche sich mit diesem Ziel
befassen sind das Project Max Wave und das Wave Monitoring Systems 2 kurz
Wamos II genannt, werden nun in meiner Arbeit vorgestellt.
34
9 Frühwarnung
In den letzten 20 Jahren sind während schwerer Unwetter auf hoher See mehr als
200 Supertanker gänzlich verschwunden oder untergegangen. Die Crew Mitglieder
vieler Schiffe, erzählten von einer Gruppe oder einer einzelnen abnormal hohen
Welle.
9.1 Das Projekt Max Wave
Das von der EU geförderte Projekt Max Wave, welches von 2000 bis 2003 lief, hatte
zum Ziel, sowohl die physikalischen Hintergründe von Monsterwellen zu verstehen,
als auch ein Frühwarnsystem für Schiffe zu entwickeln. Ein weiterer, wichtiger Aspekt
den die Forscher herausfinden wollten, waren die geophysischen Voraussetzungen,
die für eine Monsterwelle gegeben sein müssen. Dazu haben die Wissenschaftler
mehrere Schiff- und Offshoreunfälle mit Monsterwellen sowie den Einfluss einer
Monsterwelle auf die Konstruktion eines Schiffes untersucht. Dabei wurden sie von
drei europäischen Meteorologie Stationen, drei Universitäten und zwei grossen
Forschungseinrichtungen unterstützt.
30
Die Ziele des Projektes Max Wave:
1. Die Existenz von Monsterwellen zu beweisen und das Risiko berechnen eine zu
treffen.
2.
Das
neu
gewonnene
Wissen
über
Monsterwellen,
an
die
Schifffahrtsgemeinschaften weitergeben.
3. Ein Frühwarnsystem entwickeln, basierend auf physikalisch und statistisch
gesteuerten Wellen Modell Tests. Als Folge dessen wollen sie die Sicherheit der
Menschen verbessern.
4. Die Erkenntnisse an Interessierte weitergeben.
Die Arbeit am Projekt Max Wave ist in drei Blöcke unterteilt. Während sich Block 1
und Block 2 mit ozeanographischen Themen und der stabileren Konstruktion der
Schiffe widmen, befasst sich Block 3 mit der Vorhersage von Monsterwellen.
Block 1 zielt darauf ab, mehr über Monsterwellen zu erfahren. Dazu wollen sie
Vorhersage parameter bestimmen. Sie wollen die Wellen mit gewöhnlichen Wellen
Sensoren und neuen Techniken dokumentieren. Dadurch wollen sie neue
Algorithmen für Radare ausarbeiten, welche bei der Vorhersage der Monsterwellen
helfen sollen.
Der zweite Block befasst sich damit, die Schiffe und Offshore Anlagen sicherer zu
machen. Die Grundlage, auf der die Schiffe gebaut werden, stammt immer noch aus
früheren Zeiten in denen noch nicht an Monsterwellen geglaubt wurde. Deshalb
wollen sie den Einfluss von neuen Wellen Parameter auf die Schiffe prüfen und
neue, sicherere Konstruktionen entwerfen.
30
http://coast.gkss.de/projects/maxwave/ (Benutzt am 05.10.11)
35
Im dritten Block werden anormale Seegänge untersucht und Unfälle während der
Seegänge rekonstruiert, um den Einfluss auf die Schiffe zu erkennen. Ortsbezogene,
spezielle Eigenschaften, werden mit einbezogen, wie zum Beispiel Strömungen oder
eine spezielle Untergrund Topographie. Das soll zu mehr Sicherheit der Menschen
führen. Die erwarteten Resultate sind: Erhebliche Fortschritte zum Verständnis und
zur Vorhersage von Monsterwellen.
9.2 Ergebnisse des Projektes Max Wave
Soviel zum Projekt und den Zielen des Projektes. Nun zu den
konkreten Ergebnissen, zu denen das Max Wave Projekt
31
geführt hat.
Das Projekt hatte Glück und konnte nicht nur anhand der
Radarmessungen von Offshore Bohrinseln forschen, sondern
konnte sich einen ERS Satelliten von der European Space
Agency (ESA) ausleihen. Dieser Satellit, kann Radarbilder
der Erde machen und hat sogar einen Modus, um Wellen zu
erkennen. Damit konnte das Projekt um Leiter Dr. Wolfgang
Rosenthal Meeresausschnitte von 10 auf 5 km aufnehmen.
Laut Dr. Rosenthal war es extrem wichtig diesen Radar für
drei Wochen ausleihen zu können: „Ohne die
Radaraufnahmen aus der Luft hätten wir
überhaupt keine Chance gehabt, irgendwelche
neuen Erkenntnisse zu gewinnen.“ 32
Abbildung 20 Esa-Satellit
ERS-2
http://www.spiegel.de/fotostreck
e/fotostrecke-765-6.html
Während diesen drei Wochen, wurden dem
Projekt knapp 30‘000 Radarbilder geliefert. Diese
Bilder wurden im DLR (Deutsches Zentrum für
Luft und Raumfahrt) ausgewertet und spezifisch
nach extremen Wellenhöhen gesucht. Während
diesen drei Wochen, wurden mehr als zehn
Wellen entdeckt, welche eine Höhe von über 25
Meter aufwiesen. Damit war bewiesen, dass
diese Wellen erstens existieren und zweitens viel
häufiger auftreten als angenommen. Damit war
21 Monsterwelle auf dem Radarbild
auch schon das erste Ziel, dass sich Dr. Abbildung
eines Satelliten
Rosenthal und seine Mitarbeiter gesetzt hatten, http://esamultimedia.esa.int/images/EarthObservation
/WP17.jpg (Benutzt am 08.11.11)
erreicht.
33
31
W.Rosenthal, S.Lehner: Results of the MAXWAVE project, 2007, In: Journal of Offshore Mechanics and Artic
Engineering S. 21006-21013
32
http://www.esa.int/esaCP/SEMRWLU4QWD_Germany_0.html (Benutzt am 05.11.10)
33
36
Kurz nach diesem
Erfolg,
ging
das
Projekt zu Ende. Doch
die
Wissenschaftler
forschen
in
zwei
Sachgebieten
noch
weiter. Zum einen
werden
die
Schiffsuntergänge
analysiert,
um
so
Abbildung 22 Höchste gemessenen Wellen während des
Forschungszeitraumes
eventuell
neue
Rosenthal: Detection of extreme single waves and wave statistics. In:
Erkenntnisse über andere MaxWave. Rogue waves – Forecast and impact on marine structures.
Konstruktionsarten
zu
gewinnen und somit die Schiffe sicherer zu machen. Zum anderen werden weitere
Radarbilder ausgewertet, um eventuell eine Regelmässigkeit zu finden, was eine
Vorhersage ermöglichen würde. Dieses Projekt heisst nicht mehr Max Wave sondern
34
wird unter dem Namen WaveAtlas weitergeführt. Welches allerdings bis heute
noch zu keinem verlässlichen Vorhersage System geführt hat.
Der Traum von den Forschern rund um Max Wave wäre eine Vorhersage, welche im
vornherein schon verbreitet werden könnte. Als Vorbild dazu dient das
Südafrikanische System, welches im vornherein ankündigt, wo mit Freak Waves zu
rechnen ist. Das System beruht jedoch nur auf den Erfahrungen der dortigen
Meteorologen, welche wissen, wann das Risiko einer Monsterwelle besonders hoch
ist.
Ein anderes Vorbild, wäre Météo France, welche aufgrund von verschiedenen Daten
versuchen eine Karte zur Vorhersage von Monsterwellen zu entwerfen. Ob diese
errechneten Koordinaten und Zeitpunkte jedoch stimmen, muss erst noch mit Hilfe
von Radarbildern aus dem Weltraum überprüft werden.
34
S. 21-29
37
9.3 Wave Monitoring System II
Die Forscher der Firma Oceanwaves haben ein Gerät
entworfen, welches den Seegang direkt an Bord eines
Schiffes errechnen kann. Genannt Wave Monitoring
System II (WaMoS II) 35
Die Methode, die hinter dem Gerät steckt wirkt relativ
simpel. WaMoS II kann an jedes Radargerät
angeschlossen werden. Die normalen Radargeräte
bilden nicht nur Schiffe oder andere Hindernisse,
sondern auch den Seegang ab. Die Abbildung des
Seegangs wird von den meisten Kapitänen nicht gerne Abbildung 23 WaMoS II
Wellenabbildung
gesehen, da sie als störend empfunden wird. Deshalb http://sogasex.files.wordpress.com/2008/
wird dieses Signal normalerweise zu unterdrücken 08/wamos.jpg?w=340&h=340 (Benutzt
am 08.11.11)
versucht. Den eigentlich unangenehmen Nebeneffekt
für die Kapitäne ist von grossem Nutzen für die Erfinder von WaMoS II. Durch das
Störsignal der Wellen, welches ohnehin vorhanden ist, können sie mit Rechen- und
Bildprogrammen den Seegang abbilden. Auf den abgebildeten Werten, ist die
signifikante Höhe, die Frequenz und die Richtung, in welche die Wellen laufen,
abzulesen. Auf diesen Grundwerten, kann man optional weitere Werte berechnen,
wie zum Beispiel die Geschwindigkeit von Wellen. Der grösste Nachteil von WaMoS
II besteht jedoch in der Reichweite. Das Gerät hat eine maximale Reichweite von
zwei Kilometern, was zur Folge hat, dass man höchstens drei Minuten Zeit hat um
sich auf die Welle vorzubereiten. Für ein Manöver reicht das kaum, das einzige, dass
das Gerät bis jetzt bringt, ist also die Warnung aber leider keinen richtigen Schutz. 36
35
36
http://www.spiegel.de/sptv/themenabend/0,1518,192886,00.html (Benutzt am 07.10.11)
38
9.4 Die von den Kapitänen bevorzugten Systeme zu Vorhersage und Schutz vor
Monsterwellen
Herr Lampe würde sich vor allem verstärkte Konstruktionen der Schiffe wünschen,
indem die IMO höhere Standards festlegt, da er meint, dass diese 3 Minuten Zeit,
welche WaMoS vor der Welle warnen kann, nicht genug sind, um einer Welle
auszuweichen. Jedoch würde er es trotzdem bevorzugen WaMoS II an Bord zu
haben, sozusagen als Warnung, dass die Welle jetzt kommt und man sich darauf
vorbereiten kann und zum Beispiel die Fahrt drosseln kann.
Einen weiteren Vorschlag bringt er im Bezug auf die Funkstation ein. Da die
Funkstation nicht von der Brücke getrennt war, fiel diese durch den Wassereinbruch
ebenfalls aus. Er würde es bevorzugen, wenn sehr wichtige Teile für ein Schiff, wie
zu Beispiel Kommunikation und ein Radargerät, in einem vor solchen Ereignissen
sicheren Raum hinter der Brücke verstaut wären, sodass wenigstens diese beiden
Systeme nicht ausfallen würden.
Herr Appel wünscht sich ebenfalls eine stabilere Bauart der Schiffe. Er denkt an
Aufrüstungen, wie zum Beispiel Wellenbrecher an der Front des Schiffes und dass
die Schiffe gewarnt werden, damit diese ihre Geschwindigkeit mässigen können. Ein
zweites Anliegen wäre, die Schiffe bei zu schlechtem Wetter gänzlich zu stoppen.
Einen dritten Ansatz verfolgt er mit der Auffassung, der Einrichtung einer
Gefahrenzone für Monsterwellen. Diese Gebiete könnten in der Folge eventuell
gemieden und umfahren werden. Für Häfen die in einer solchen Gefahrenzone
lägen, bräuchte es halt strengere Auflagen bezüglich Sicherheit der Schiffe.
Für ihn wäre in den restlichen Zonen dann einfach noch ein verantwortbares
Restrisiko vorhanden von einer Monsterwelle getroffen zu werden. 37
37
Aus eigenen Interviews mit Herr Lampe und Herr Appel
39
10 Bekannte Fälle von Monsterwellen
Im Dezember 1942 wurde die Queen Mary, eines der grössten Schiffe der Welt zum
Truppentransporter umfunktioniert. Mit 50‘000 Soldaten an Bord wurde sie völlig
unerwartet von einer mehr als 20 Meter hohen Welle seitlings getroffen. Das Schiff,
das an seiner höchsten Stelle ca.27 Meter mass, stand plötzlich in einem Winkel von
85 Grad im Wasser. Die Queen Mary wäre beinahe mit 50‘000 Soldaten an Bord zur
Seite gekippt und wäre in der Folge höchstwahrscheinlich gesunken.
Die Michelangelo, ein 275 Meter langes Passagierschiff überquert 1966 den Atlantik
mit dem Ziel New York. Den Hafen von New York erreicht das Schiff jedoch nur mit
grosser Mühe, nachdem es von einer einzigen Monsterwellewelle von ca. 25 Metern
Höhe getroffen worden war, wie die Mannschaft berichtete. Die Bilanz: 3 Menschen
starben, 12 Passagiere wurden verletzt und der Bug aus Stahl war vollkommen
verbogen.
Als der Hochseefrachter München im Dezember 1978 den Hafen verliess, hatte die
Reederei noch verkündet das Schiff sei unsinkbar. Auf hoher See setzte die
München einen letzten Funkspruch ab, 15 Sekunden später war sie mit 29 Matrosen
an Bord verschollen. Nach einer gross angesetzten Suchaktion, wurden einzig ein
paar Rettungsinseln und Rettungsboote gefunden. Eines dieser Rettungsboote
wurde nicht gewassert, sondern einfach aus den Halterungen losgerissen. Auf Grund
des Faktes, dass das Rettungsboot auf 30 Metern Höhe verankert war, schlossen die
Nachforschungen auf eine Monsterwelle von ähnlicher Höhe. Der Abschlussbefund
lautete langsames sinken nach schwerem Seeschlag.
In den frühen Morgenstunden des 16. Aprils 2005 wurde die Norwegian Dawn, ein
300 Meter langes Kreuzfahrtschiff von einer Riesenwelle getroffen. Die Norwegian
Dawn fuhr davor durch einen schweren Sturm, den sie jedoch schadlos überstand.
Als sich die See allmählich beruhigt hatte , tauchte urplötzlich die Monsterwelle auf
und traf das Schiff von vorne, Das Schiff wurde angehoben und knallte dann wieder
auf die Wasseroberfläche. Die Welle schlug direkt auf Deck 10 auf, was einer
mindesthöhe der Welle von 20 Metern voraussetzt. Durch die ungeheuerliche Kraft
des Wassers wurden die Feuerschutztüren nicht aufgedrückt, sondern wie bei einer
Sardinenbüchse komplett aufgebogen. Ansonsten hat das Schiff die Welle gut
überstanden, wäre die Welle jedoch längsseits eingeschlagen hätte es sicher
schwere Schäden davongetragen.
40
Das einzige Beweisbild bisher ist dem 1.Maat
Philippe Lijour der Esso Languedoc gelungen.
Das Frachtschiff war 1980 vor der Küste
Durbans in Südafrika in unruhiger See bei
maximal 4.50 Meter hohen Wellen unterwegs
als der 1. Maat eine Welle entdeckte die fast 7mal so hoch war wie der Durchschnitt.
Unmittelbar vor dem Aufschlag konnte Philippe
Lijour die Welle auf Foto festhalten. Der Mast
auf der Steuerbord(rechts) Seite hinten ist vom
Meeresspiegel aus 25 Meter hoch. Daraus lässt
sich
schliessen, dass die Welle zirka 30
Meter hoch war als sie das Schiff traf.
38
Abbildung 24 ©Philippe Lijour
http://www.esys.org/rev_info/monsterwelle.jpg
Die Ölplattform Ocean Ranger im Nordatlantik vor der Küste Neufundlands war
darauf ausgelegt den widrigen Wetterbedingungen und starken Stürmen im
Nordatlantik zu bestehen. Doch als die 35 Meter hohe Plattform am 14. Februar von
einer 30 Meter hohen Welle getroffen wird, bersten die Scheiben des Kontrollraumes
und die unentbehrlichen Instrumente für die Sicherheit der Plattform werden zerstört.
Die Sturm Schutzplatte aus Stahl wurde vergessen zu montieren.
So werden die Pumpen der Ballasttanks, die normalerweise die Plattform
stabilisieren, durch einen Kurzschluss lahmgelegt und die Plattform geriet in eine
Schieflage. Alle Versuche die Bohrinsel wieder zu stabilisieren schlugen fehl. Die
Plattform sank und riss mit ihr alle 84 Besatzungsmitglieder in den Tod.
38
N24: Auf der Spur der Killerwellen, Deutschland 2006, 67 Min
41
Die wohl bekannteste und eine der wichtigsten Wellen für die Wissenschaft traf am
Neujahrstag die Draupner Plattform, welche zwischen Norwegen und Schottland in
der Nordsee steht. Den ganzen Tag lang krachen Wellen um die 10 Meter gegen die
Plattform, bis plötzlich eine rund 3-mal so hohe Welle mit 70km/h gegen die Plattform
donnert. Forschern gelang es ein Wellenmuster vor und nach der Welle zu erstellen
welches auf der Abbildung unten zu sehen ist.
Diese Neujahrswelle war deshalb so wichtig, weil sie durch die Lasermessung an der
Plattform den ersten wissenschaftlichen Beweis für die Existenz von Monsterwellen
erbrachte.
Abbildung 15
http://www.weltderphysik.de/_img/article_large/20100318_DraupnerWelle_DGuenther.jpeg (Benutzt am 12.12.11)
Am 4. November 2000 war Mark Pickett vor der Küste Kaliforniens. Ein weit
entfernter Sturm hat Seegang ausgelöst, der nun über den Atlantik direkt auf das
Forschungsschiff Ballena zusteuerte. Die Ballena war ein extra für schwere See
konzipiertes Boot, das für die NOAA(Nationale Wetter und Ozeanbehörde USA)
Forschungen durchführte. Doch an diesem Tag war die See ruhig mit bloss 1.20
Meter hohen Wellen und einer Windstärke von 10 Knoten. Als Mark Pickett plötzlich
eine Riesenwelle auf sich zukommen sah. Er steuerte die 6 Meter hohe Welle
ziemlich optimal in einem Winkel von 30 Grad an, doch die Welle drehte das Schiff
um und das Schiff lief mit Wasser voll und sank. Die 3 Besatzungsmitglieder konnten
sich mit Glück aus dem inneren des Schiffs befreien und mussten schwimmend das
Land erreichen was allen dreien gelang.
42
1951 meldet der Kapitän Kurt Carlsen der Flying Enterprise im Nordatlantik, er sei
von schwerer See angegriffen worden. Wie viele andere hatte er Angst das Wort
Monsterwelle auszusprechen, da er nicht als Alkoholiker und Spinner betitelt werden
wollte. Doch in der Mitte des Schiffes auf der Seite, war ein riesiger Spalt zu
erkennen, den der Kapitän schliessen liess, indem er das Schiff mit Seilen und
Winden zusammenziehen liess und den übrig bleibenden zirka 2cm breiten Spalt mit
Beton auffüllte. Das Schiff ging zwar nicht unter war aber Manövrierunfähig und trieb
vor sich daher, bis eine zweite etwa 20 Meter hohe Riesenwelle das Schiff traf. Das
Schiff ging letztendlich aber erst unter, als britische Schlepper versuchten das Schiff
in einen Hafen zu ziehen.
Doch Riesenwellen entstehen nicht nur auf
dem Meer, wie der Fall der Edmund Fitzgerald
auf dem Lake Superior zeigt. Die grossen
Seen in Amerika und Kanada bilden eine Art
Binnenmeer, deren Wellen sich kaum von
Ozeanwellen unterscheiden, somit ist klar,
dass auch in grösseren Seen Monsterwellen
von beachtlicher Grösse auftreten können.
Während eines starken Sturmes meldet der
Kapitän der Fitzgerald einem nahegelegenen
Schiff er habe zwar Probleme habe, aber alles
unter Kontrolle. Das andere Schiff funkt
Abbildung 26 Die grossen Seen
http://www.ntv.de/img/39/398916/O_1000_680_680_dpaunterwegs-auf-den-gewsse-800x600-63.jpg (Benutzt
am 08.11.11)
zurück, dass zwei riesige Wellen direkt auf die Fitzgerald zuhalten würden, bekam
jedoch keine Antwort mehr. Als das nahegelegene Schiff die Lichter der Fitzgerald
nicht mehr sah, machten sie sich auf und suchten sie, doch die Fitzgerald war
spurlos verschwunden. 6 Monate später fand die Küstenwache das Wrack der
Fitzgerald in 160 Metern auf dem Grund. Das Schiff war mitten durchgebrochen.
Sowie die Bremen als auch die Caledonian Star, wurden innerhalb von 2 Wochen im
Südatlantik von einer Monsterwelle getroffen. Da die Wellen bei beiden Schiffen die
Brücken demolierten die zirka auf 25 Meter Höhe lagen, geht man von Wellen mit
einer Höhe über 25 Metern aus. Während bei der Caledonian Star lediglich die
Elektronik ausfiel, traf es die Bremen schwerwiegender. Durch den Wassereinschlag
in die Brücke fiel die Elektronik aus. Im Gegensatz zur Caledonian Star, fielen jedoch
auch noch die Hauptmaschinen aus. Somit trieb das Schiff während etwa 30 Minuten
bei hohem Wellengang Quer zur See. Die Bremen hatte Glück dass die Besatzung
den Hilfsdiesel zum Starten gebracht haben, denn sonst hätten sie keine Chance
gehabt, da die Fenster auf der Seite der Schiffe viel schwächer gebaut sind als die
der Brücke und deshalb hohen Wellen nicht standhalten können
43
Forscher untersuchten aufgrund der kurzen Dauer, in der die Ereignisse stattfanden,
die Meeresdaten der Weltmeere der Wochen vor, während und drei Wochen nach
den Monsterwellen, die die beiden Schiffe trafen. Durch die Daten war ersichtlich,
dass während eins Zeitraumes von drei Wochen um die beiden Ereignisse herum,
zehn Monsterwellen mit mehr als 22 Metern Höhe auf den Weltmeeren unterwegs
waren. Die grösste Welle, welche während diesen drei Wochen gemessen wurde,
war zwischen 27 und 32 Meter hoch. Damit war bewiesen, dass Monsterwellen viel
häufiger vorkommen als zunächst angenommen.
21.September 1991. Die Andrea Gail läuft
Richtung Neufundlandbank aus. Das 22 Meter
lange Schwertfischfang Schiff fuhr somit direkt
in einen Riesensturm welcher sich aus dem
abgeschwächten Hurrikane Grace und zwei
anderen Unwettern gebildet hatte. Am Abend
des 28. Oktober meldete der Kapitän William
Tyne 9 Meter hohe Wellen und Winde bis zu
150km/h. Das war der letzte Kontakt, den man Abbildung 27 Die Andrea Gail
mit der Andrea Gail hatte. Man geht davon aus, http://img.webme.com/pic/a/andreagail/andreagail0.j
pg (Benutzt am 08.11.11)
dass die Andrea Gail von einer bis zu 30 Meter
hohen Welle versenkt wurde. Die Geschichte der Andrea Gail und ihrer Crew wurde
im Jahr 2000 von Wolfgang Petersen unter dem Titel „Der Sturm“ verfilmt. 39 40
Die Suwa Maru No. 58 wurde am 23 Juni 2008 von einer Monsterwelle im KuroshioStrom getroffen. Die Wellen waren etwa 2-3 Meter hoch, was kein Problem für das
135 Tonnen schwere Fischfangschiff bedeutete. Doch plötzlich Schlug eine Welle
mittschiffs ein, die das Boot auf die Seite warf und mehrere Besatzungsmitglieder ins
Meer mitriss. Ein Überlebender erzählt, dass etwa 10 Minuten später eine zweite
Monsterwelle einschlug und das Schiff endgültig zum Kentern brachte. Von den 20
Besatzungsmitgliedern überlebten lediglich deren 3. Nachdem Wissenschaftler die
Daten des Ereignisses ausgewertet hatten, stiessen sie darauf, dass sich das Schiff
in einer Kreuzsee befand, welche ideale Voraussetzungen bietet für die Entstehung
von Freak Waves.41
2010 wurde das 200 Meter lange Kreuzfahrtschiff Louis Majesty von mehreren
Monsterwellen vor der Küste Spaniens im Mittelmeer getroffen. Die mehr als 8 Meter
hohen Wellen schlugen in den Salon auf dem 5. Deck ein und überfluteten diesen.
Dabei wurden 2 Männer durch die Wucht der Welle erschlagen, 14 weitere
Passagiere verletzt. Das Schiff wurde Opfer der sogenannten drei Schwestern
Wellen. 42
39
http://www.spiegel.de/sptv/special/0,1518,173157,00.html (Benutzt am 19.09.11)
http://www.andrea-gail.de/fakten.htm (Benutzt am 19.09.11)
41
42
http://www.welt.de/vermischtes/article6647783/Monsterwellen-im-Mittelmeer-sind-sehr-selten.html (Benutzt am 19.09.10)
40
44
11 Konkrete Massnahmen zur Verhinderung von Schäden und
Frühwarnung
Ein gutes Vorwarnsystem bietet bisher das Wave Monitoring System II. WaMoS II
hat jedoch auch mehrere, schwerwiegende negative Eigenschaften. Neben der sehr
kurzen Reichweite von nur rund zwei Kilometern, was zu Folge hat, dass man
frühestens drei Minuten im Voraus gewarnt wird, ist das Gerät auch noch ziemlich
teuer. 55‘000 Euro will die Firma Oceanwaves für ihre Geräte. Das Gerät bietet
deshalb eine unzureichende und zu kurze Warnung vor Monsterwellen um den Preis
zu rechtfertigen. Das einzige, was das Gerät bisher bieten kann, ist die Vorwarnung
und somit die Vorbereitung auf eine Monsterwelle. Die kurze Zeit, in der WaMoS II
vor der Monsterwelle warnt, reicht nicht um die Welle zu umfahren. Daher erstaunt
es nicht, dass lediglich fünf WaMoS II Geräte pro Jahr ausgeliefert werden. Dadurch,
wird es höchst wahrscheinlich ein Nischenprodukt bleiben, wenn die Reichweite vom
Hersteller nicht signifikant erhöht werden kann. 43
Ein weiteres Projekt, welches schon auf dem Weg ist und die Schifffahrt massgeblich
beeinflussen könnte, ist das Projekt Wave Atlas, welches dem Max Wave Projekt
entsprungen ist. Das Ziel des Projektes besteht in der Ausarbeitung einer Weltkarte
mit darauf verzeichneten Monsterwellen, welche durch einen ESA Satelliten
aufgezeichnet wurde. Die Schifffahrt erhofft sich aus der Forschung eine
Gefahrenkarte mit eingezeichneten, aussergewöhnlich gefährlichen Zonen
ausarbeiten zu können. Damit könnte man neue Routen für die Schiffe erstellen und
somit die Gefahr von einer Monsterwelle getroffen zu werden, auf ein Minimum zu
reduzieren. Die Chancen für dieses Projekt stehen hervorragend. Zwar wurde bis
jetzt noch keine konkrete Karte mit Gefahrenzonen herausgegeben, doch die
Forscher vom DLR arbeiten mit Hochdruck daran. Wenn die Karte erstellt ist, wird es
kaum lange gehen bis die Routen neu berechnet werden müssen.
Eine letzte Massnahme welche mit grosser Wahrscheinlichkeit ergriffen werden
muss, ist die stabilere Konstruktion von Schiffen auf den Weltmeeren.
Widerstandsfähigere Schiffe sind ein Muss für die Schifffahrt. Es kann nicht sein,
dass Schiffe auf eine maximale Wellenhöhe von 15 Metern ausgerichtet sind, wenn
Kenntnis von viel höheren, sogar doppelt so hohen Wellen herrscht.
Die dafür Zuständige Behörde, die International Maritime Organization (IMO), hat bis
jetzt jedoch noch keine konkreten Massnahmen ergriffen.
43
http://www.spiegel.de/sptv/themenabend/0,1518,192886,00.html (Benutzt am: 16.10.11)
45
12 Schlussfolgerung mit Blick in die Zukunft von Forschung und
Frühwarnung
Letztendlich kann man sagen, dass das Problem der Schifffahrt mit Monsterwellen
bei weitem noch nicht gelöst ist. Vieles an der wichtigen Grundlagenforschung ist
getan. Die Basis für eine Lösung des Problems um die Monsterwellen, wurde seit der
Draupnerwelle am Neujahrstag 1995, gelegt. Dank Forschern wie P.K Shukla und
Bengt Eliasson verstehen wir, wie sich eine Monsterwelle aufbauen kann. Ihre
physikalischen Hintergründe sind ebenso erforscht, wie die Gefahrengebiete für
Monsterwellen. Doch schlussendlich liegt es auch an den Reedereien und der IMO
zu handeln. Teils liegt es sicher auch am Geld, welches von einigen Reedereien für
die Aufwertung der Schiffe nicht bezahlt werden will. Aber es braucht nicht nur
stärkere und widerstandsfähigere Schiffe, sondern auch ein gut funktionierendes
Frühwarnsystem. Ein solches, zuverlässiges Frühwarnsystem liegt jedoch noch
immer in weiter Ferne. Deshalb wird auch in Zukunft noch viel von der der
Monsterwelle zu hören sein. Seien es neue, positive Forschungsergebnisse,
schreckliche Geschichten von Kapitänen, oder erschreckende Meldungen in den
Nachrichten, von verschwundenen Schiffen, die von einer Monsterwelle
verschlungen wurden.
46
Literaturverzeichnis
Filme:
BBC: Freak Waves - Riesenwellen aus dem Nichts Grossbritannien, 2002 44 Min
(http://www.youtube.com/watch?v=DUn8WQ4Y1bM )
N24: Auf der Spur der Killerwellen, Deutschland 2006, 67 Min
Internet:
http://aktuell.rub.de/pm2010/pm00192.html.de
http://coast.gkss.de/projects/maxwave/
http://www.andrea-gail.de/fakten.htm
http://www.definition-of.net/definition-der-wellental
http://www.esa.int/esaCP/SEMRWLU4QWD_Germany_0.html
http://www.esys.org/rev_info/kuroshio-strom.html
http://www.esys.org/rev_info/monsterwellen.html
http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/klima/tid-23396/naturgewalten-die-monsteraus-dem-meer_aid_658210.html
http://www.gauss-goettingen.de/gauss_kniffelig_norm.php?navid=3&supnavid=7
http://www.geodz.com/deu/d/Wellenperiode
http://www.g-o.de/dossier-detail-169-7.html
http://www.spiegel.de/sptv/special/0,1518,173157,00.html
http://www.spiegel.de/sptv/themenabend/0,1518,192886,00.html
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,470359,00.html
47
http://www.welt.de/vermischtes/article6647783/Monsterwellen-im-Mittelmeer-sindsehr-selten.html
http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/geo/14961
http://www.zeit.de/2007/35/N-Freak-Waves
Publikationen:
B.Eliasson und P.K. Shukla: Instability and nonlinear evolution of narrow-band
directional ocean waves, 2010, In: Phys. Rev. Lett. 105, 014501
Gschrei, Stephanie: Monsterwellen vom Seemannsgarn zur aktuellen Forschung, In:
GeoLoge Vol.2 2010
S. 21-29
Nobuhito Mori: Occurrence probability of a freak wave in a nonlinear wave field
http://www.oceanwave.jp/research/freakwave/OE_maxwave/node7.html
W.Rosenthal, S.Lehner: Results of the MAXWAVE project, 2007, In: Journal of
Offshore Mechanics and Artic Engineering S. 21006-21013
48
Bildverzeichnis
Abb.1:
http://www.saevert.de/bilder/muenchen.jpg
Abb.2:
http://www.esys.org/rev_info/monsterwelle-logbuch-bremen.jpg
Abb.3/Abb.4:
http://forum.physik-lab.de/ftopic6202.html
Abb.5/Abb.7:
http://daten.didaktikchemie.unibayreuth.de/umat/beugung_interferenz/interferenz_beugung.htm#4
Abb.6:
http://daten.didaktikchemie.unibayreuth.de/umat/beugung_interferenz/monsterwelle.GIF
Abb.8:
Gschrei, Stephanie: Monsterwellen vom Seemannsgarn zur aktuellen Forschung, In:
GeoLoge Vol.2 2010
S. 21-29
Abb.9:
http://www.uni-hannover.de/de/universitaet/rekorde/wellenkanal/
Abb.10:
http://www.spiegel.de/img/0,1020,373303,00.jpg
Abb.11:
http://web.uct.ac.za/depts/shiplaw/images/capstorm/whz.jpg
Abb.12:
http://www.esys.org/rev_info/labradorstrom.jpg
Abb.13:
http://sea.uct.ac.za/wp-content/uploads/2009/09/05-600x395.jpg
Abb.14:
http://tidalenergy.com.au/images/development-image-3.jpg
49
Abb.15:
http://images.zeit.de/gesellschaft/zeitgeschehen/2011-03/tsunami-wellemiyako/tsunami-welle-miyako-540x304.jpg
Abb.16: Prof. Dr. Peter Bormann: Infoblatt Tsunamis, Version 01/08 ©GFZ Potsdam
Abb.17: http://www.fi.unihannover.de/fileadmin/institut/images/Forschung/Forschungsgebiete/Tsunami_wave
_length.jpg
Abb.18: Seekarte zugestellt von Herr Lampe
Abb.19: http://www.bmvbs.de/cae/servlet/contentblob/44216/poster/11194/logointernational-maritime-organization-imo.jpg
Abb.20: http://www.spiegel.de/fotostrecke/fotostrecke-765-6.html
Abb.21:
http://esamultimedia.esa.int/images/EarthObservation/WP17.jpg
Abb.22:
Rosenthal: Detection of extreme single waves and wave statistics. In: MaxWave.
Rogue waves – Forecast and impact on marine structures.
Abb.23:
http://sogasex.files.wordpress.com/2008/08/wamos.jpg?w=340&h=340
Abb.24:
http://www.esys.org/rev_info/monsterwelle.jpg
Abb.25:
http://www.weltderphysik.de/_img/article_large/20100318_DraupnerWelle_DGuenthe
r.jpeg
Abb.26
http://www.n-tv.de/img/39/398916/O_1000_680_680_dpa-unterwegs-auf-dengewsse-800x600-63.jpg
Abb.27
http://img.webme.com/pic/a/andreagail/andreagail0.jpg
50
Interview Fragen Monsterwellen:
1. Wo wurden sie von der Welle getroffen? Wissen sie eventuelle Koordinaten?
2. Wie verhielt sich die See an diesem Tag? War es stürmisch oder eher ruhig?
Wie war das Wetter an diesem Tag?
3. Waren es mehrere oder eine einzelne hohe Welle?
4. Wann sahen sie die Welle(n) kommen?
5. Wie hoch war die Welle schätzungsweise? Und wie breit?
6. War die Welle vergleichbar mit der, die in der Simulation von der BBC
Dokumentation?
7. Wie haben sie sich gefühlt als sie die Welle bemerkten?
8. Wie viel Zeit hatten sie das Schiff auf den optimalen Kurs auf die Welle
auszurichten?
9. Was haben sie als erste Massnahme ergriffen der Welle zu entkommen?
10. Wie haben sie die Welle angefahren? Hätte es eine 2. Eventuell bessere
Möglichkeit gegeben die Welle anzufahren? Wie fährt man eine solche Welle
am besten an?
11. Wäre es ihrer Meinung nach möglich gewesen dass die Welle wenig bis gar
nichts am Schiff beschädigte wenn diese perfekt angefahren worden wäre?
12. Ist die Welle voll über ihrem Schiff gebrochen oder ist diese nachher noch
weiter?
13. Wie fühlte sich das an von einer 30 Meter hohen Welle getroffen zu werden?
14. Was passierte genau während dem Aufprall?
15. Wurde das Schiff herumgeschleudert oder trug es nur vom Aufprall Schäden
davon?
16. Welche Schäden entstanden am Schiff?
17. Wären solche Schäden durch stabilere Teile verhinderbar gewesen oder
wäre es Ingenieurtechnisch nicht möglich noch Stabiler zu bauen und
trotzdem konkurrenzfähig zu bleiben?
18. Was geschah mit den Passagieren?
19. Vielleicht noch um die Kraft einer solchen Monsterwelle zu verdeutlichen wie
gross war das Containerschiff?
20. Was passierte nach der Welle? Veränderte sich das Verhalten des Meeres
oder blieb es gleich?
21. Denken sie dass solche Monsterwellen die Schifffahrt grundlegend verändern
werden oder sogar müssen?
22. Soweit sie diese Frage beantworten können, welche Systeme favorisieren
sie? Stabilere Schiffe oder eine Satelliten Überwachung der Meere? Was
denken sie wird eingeführt werden?
23. Warum?
 Antworten der beiden Kapitäne auf beigelegter CD.
Diktiergerät Datei (.dss) mit beigelegtem Programm abspielbar.
51

Monsterwellen und ihre Auswirkungen auf die Schifffahrt

Transcription

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