Seefahrt

Wenn Monsterwellen ganze Schiffe verschlingen

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Walter Willems

Kein Seemannsgarn: In zwei Jahrzehnten haben die riesigen Ungetüme weltweit mehr als 200 große Frachter versenkt. Experten der TU-Berlin forschen, wie so gewaltige Brecher entstehen können.

Am 1. November 2006 tobt über der Nordsee der Sturm „Britta“. Von Nordwesten peitschen Orkanböen mit weit über 100 Kilometern pro Stunde über die Deutsche Bucht. Nördlich von Borkum rasen drei riesige Brecher auf die Forschungsplattform Fino-1 zu. Auf einer Ebene in 15 Metern Höhe reißen sie Geländer samt Kabelsträngen aus den Halterungen.

Fast auf den Tag genau ein Jahr später setzt das Sturmtief „Tilo“ Fino-1 erneut schwer zu. Für die Forschung erweisen sich beide Unglücke als Glücksfälle – sie enthüllen Erkenntnisse darüber, unter welchen Bedingungen Monsterwellen entstehen. Solche Informationen werden dringend benötigt, denn solche Ungetüme gefährden weltweit Schiffe, Windkraftanlagen oder Öl- und Gasplattformen.

Bis Mitte der 90er-Jahre galten Riesenbrecher, die Schiffe verschlingen, als Seemannsgarn. Dabei gab es schon ernsthafte Berichte – etwa von Kreuzfahrtschiffen, deren Fenster in 20 Metern Höhe zerschmettert wurden. Und in 20 Jahren sind in schwerer See mehr als 200 Superfrachter schlicht verschwunden.

Drei Typen von Monsterwellen gibt es: den quer zum Seegang laufenden „Kaventsmann“, die steil aufragende „Weiße Wand“ oder die aufeinanderfolgenden „Drei Schwestern“. Der Beweis ihrer Existenz stand jahrzehntelang aus. „Man misstraute einfach den Berichten und auch den alten Messungen“, sagt Professor Günther Clauss vom Bereich Schiffs- und Meerestechnik der TU Berlin.

Energie wird fokussiert

Die Wende kam Neujahr 1995: Vor der norwegischen Küste wurde die Gasplattform Draupner E bei einem Sturm mit eigentlich „nur“ zwölf Meter hohem Seegang von einer 26-Meter-Welle getroffen, die mit mehr als 100 Stundenkilometern über die raue See schoss. Sieben Stunden später kenterte vor Borkum der deutsche Seenotkreuzer „Alfried Krupp“ ebenfalls, in einer gewaltigen Welle, die zwei Besatzungsmitglieder über Bord spülte. Inzwischen sind viele Fälle durch Messbojen, Kameras an Öl-Plattformen und Satellitenaufnahmen belegt.

Forscher grübeln, wie so gewaltige Brecher entstehen können. Früher erklärte man sie „linear“: Wellenfolgen überlagern sich, und ihre Höhen addieren sich. Monsterwellen entstehen demgemäß dann, wenn Wellenfelder, Dünungen und Meeresströmungen aus verschiedenen Richtungen aufeinandertreffen. „Lange Wellen sind schneller als kurze“, erläutert Clauss. „Wenn kurze Wellen von langen und sehr langen Wellen verfolgt werden, können sie sich an einer bestimmten Stelle überlagern und ihre Energie summieren.“ Auch wenn ein Sturm auf eine entgegengesetzte Meeresströmung trifft, können sich dramatische Wellen entwickeln: Vorn stauen sich Wellen gegen die Strömung auf, der von hinten treibende Wind schiebt weitere Wassermassen nach.

Heute vermuten viele Forscher „nichtlineare“ Effekte: Die Komponenten – etwa Distanzen folgender Wellenkämme und Winkel zwischen Wellenfeldern – überlagern sich nicht nur, sondern schaukeln sich auf und fokussieren ihre Energie räumlich. Das können Wissenschaftler zwar in Wellenkanälen nachstellen, doch wovon das Auftreten des Effekts im Meer im Einzelnen abhängt, ist noch unklar.

Einen weiteren Faktor leiteten Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) aus Satellitenbildern des Gebiets um Fino-1 ab. Susanne Lehner bemerkte ringförmige sechseckige Wolkenformationen. Sie entstünden, „wenn kalte Luft in Paketen auf die Oberfläche der relativ warmen Nordsee fällt, während ringsum Luft aufsteigt und Wolkenringe bildet“, sagt die DLR-Mathematikerin. Wenn sich die Winde mit ähnlicher Geschwindigkeit ausbreiten wie die langen Wellen auf dem Meer, können sie den Wogen ständig Energie zuführen und die Wellen enorm anwachsen lassen.

Genau solche Wolkenringe konnte sie während des Fino-Unfalls auf den Aufnahmen beobachten, ebenso die passenden Windböen auf den Radaraufnahmen. Die unter den Wolken auftretenden Böen zogen mit derselben Geschwindigkeit wie die Wellengruppen und erzeugten jene Brecher, die die Plattform verwüstete. Wenn solche Wolkenformationen über das Meer ziehen, satteln Meteorologen inzwischen auf ihre Seegangsprognosen ein paar Meter drauf. Doch automatisierte satellitengestützte Warnsysteme, die die Besatzungen zuverlässig warnen, gibt es bis heute nicht.

Die zuverlässigste Vorbeugung liefern oben auf Schiffen angebrachte Radarsysteme, die ihre Umgebung scannen. Auf Grundlage solcher Daten entwickelte Clauss ein Verfahren zur Prognose extremer Schiffsbewegungen. „Das Seegangsradar tastet das Umfeld bis in fünf Kilometer Entfernung ab, daraus ermitteln wir, ob ein Wellensystem einem Schiff gefährlich werden kann.“

Dabei sieht der Kapitän auf der Brücke Wellenhöhe, Wellenrichtung und Kurs des Schiffes. Bei Bedarf kann er Kurs und Geschwindigkeit korrigieren und so sicherer navigieren. Doch 100-prozentigen Schutz bietet auch das nicht. Und selbst wenn das Aufspüren einer entstehenden Monsterwelle etwa mittels Satellit eines Tages möglich sein sollte: Ein solcher Hinweis würde einem Kapitän kaum genug Zeit lassen, Monsterwellen großräumig zu umschiffen. Immerhin könnte sich die Besatzung schleunigst unter Deck in Sicherheit bringen.

( dpa )