Wissenswertes zu der Naturgewalt
Beobachten wir Wellen und Brandung, sehen die Wellen zuerst wie Mauern im Wasser aus, die sich bewegen. Mit dem zweiten Blick stellen wir aber etwas Besonderes fest: Die Wellen treffen immer parallel zum Strand auf, egal woher der Wind weht und egal wo wir uns befinden. Um 90° gewendet vor der Marienhöhe oder 180° gewendet am Hafen – immer kommt die Welle parallel zum Strand und auf uns zu, wenn auch ihre Höhe unterschiedlich ist.
Doch nach und nach fallen die feinen Unterschiede bei den Wellen ins Auge, und wir erkennen einerseits in jeder ein individuelles Kunstwerk. Andererseits handelt es sich um mehr als nur bewegtes Wasser, es ist vielmehr eine wohlorganisierte, kollektive Bewegung, die sich entsprechend eigenen Gesetzen verhält. Man kann sie mit Menschen vergleichen. Die Menschen sind zwar gleich, doch sie haben verschiedenes Aussehen, wie z.B. Gesichter, Größen und Farben; eine solche Großeinteilung kann man auch bei den ausrollenden Wellen machen.
- Rollende Brecher
Brecher, bei denen die Welle vorn überrollt und der obere Teil schneller vorwärtsschießt, als die ganze Welle, so dass sie schließlich einen Tunnel im Wasser bildet. - Überlaufende Brecher
Brecher, bei denen der Schaum von dem vorderen Hang der Welle hinab gleitet. - Einstürzende Brecher
kleine Wellen, die den Strand hinauf gleiten, so dass die vordere Wellenfront eine recht-winkelige Stufe bildet. - Hochbrandende Brecher
Wellen, die ohne auseinander zu brechen den Strand hinauflaufen.
Die beiden ersten Brecher-Arten seht ihr etwas entfernt vom Strand, die beiden anderen mehr im Auslaufbereich der Welle.
Ob nun die Welle einen rollenden Brecher erzeugt oder lediglich an der Wellenfront überläuft, hängt mit der Entstehung der Wellen und von Kleinigkeiten insbesondere davon ab, wie steil die Welle und der Strand sind.
Diese Schwingungsbewegung setzt sich von der Oberfläche in die Tiefe fort und wird dabei immer kleiner, bis sie gänzlich aufhört, so dass ein U-Boot ab einer bestimmten Tiefe völlig ruhig fahren kann. Die Windenergie, die in Wellenenergie umgewandelt wurde, steckt noch in den Wellen. Je stärker und länger der Wind bläst, desto mehr Energie kann auf die Wasserfläche abgegeben werden. Die Wellenberge und -täler, die von einem bestimmten Wind gebildet werden, hängen sowohl von der Windgeschwindigkeit als auch von der Distanz ab, also von der Strecke, über die der Wind weht.
Zuerst erzeugt der Wind Wasserrippel auf der Wasseroberfläche. Die Rippel schaukeln sich auf zu Wellen. Während die Wellen sich aufschaukeln, erreichen Sie bald einen bestimmten Punkt – im Tennis würde man sagen „Breakpoint“- die Welle bricht. Dieser Punkt wird erreicht, wenn die Wellenhöhe ungefähr 1/7 der Wellenlänge erreicht. Die Wellenlänge ist die Entfernung zwischen zwei Wellenkämmen. In dieser Höhe bricht die Welle, sie bildet eine Schaumkrone und gibt ihre Energie mit einer Wirbelbewegung an die Luft wieder ab.
Eine Welle mit einer Entfernung von 2,10 m von einem Wellenkamm zum nächsten, bricht bei genau 0,30 m; eine Welle mit einer doppelten Entfernung in doppelter Höhe und so weiter. Je länger der Wind weht, um so mehr verschwinden die kürzeren Wellenlängen und dominieren die längeren. (Die kürzeren Wellen verschwinden, weil sie ihre kritische Höhe eher erreichen als die längeren). Diese Aussonderung der kürzeren Wellen setzt sich bis zu einem Punkt fort, an dem die vom Wind ans Wasser abgegebene Energiemenge exakt der an die Wirbelbewegung abgegeben entspricht. Wenn dies geschieht, sagen wir, das Meer sei aufgewühlt. Die Voraussetzung dafür hängen von der Windgeschwindigkeit ab. Ein Wind von 20 Knoten (Windstärke 5; 37 km/h) zum Beispiel, muss mindestens zehn Stunden lang über eine Strecke von 130 km wehen, bevor die See aufgewühlt ist. Während ein Wind von 32 Knoten (Windstärke 7; 59 km/h) mindestens 28 Stunden über eine Strecke von 740 km wehen muss, um dieselbe Wirkung zu erzeugen. Natürlich ist die Höhe der Wellen in beiden Fällen unterschiedlich, im ersten Fall vielleicht 2,10 m und 3,65 m im zweiten.
Aus diesen Gesetzmäßigkeiten erkennt man leicht welche verheerenden Auswirkungen eintreten können, wenn die Springtide mit einem langanhaltenden Nordwest-Sturm zusammenfällt. Dann haben wir auf der Insel eine Sturmflut, gekennzeichnet durch hohen Wasserstand mit sehr hohem Wellenauflauf. Die geballte Energie trifft auf die Deckwerke und muss dort ab gepuffert werden.
Hat der Wind sich gelegt, so bewegen sich die Wellen in ihrer ursprünglichen Richtung fort und gehen in die sanfte Bewegung der Oberfläche über, die als Dünung bekannt ist. Doch auch diese Dünung geht einmal zu Ende, denn es sind Kräfte am Werk, deren Ziel es ist, die Dünung zu glätten. Diese Kräfte versuchen die Oberfläche zu schrumpfen, um die geringste mögliche Größe zu erreichen. Aus diesem Grunde nimmt die Oberfläche eines Wasserkörpers vom Ozean bis zum Wassertropfen die Form einer Kugel an, die bei vorgegebenen Volumen die geringste Fläche besitzt. Ähnlich verhält sich die Oberfläche eines Luftballons. Um vollständig ausgebildete Wellen zu formen, muss der Wind stunden- oder sogar tagelang über hunderte Kilometer hinweg wehen. Sind die Wellen erst einmal gebildet, so bestehen sie in Form von Meeresdünungen über tausende von Meilen auf offener See weiter.