Monsterwellen im Tank

Riesen­wellen - auch „Freak Waves“ genannt - sind ungewöhnlich große Oberflächen­wellen, die im Ozean auftauchen. Beobachter berichten über ein plötz­liches Auftreten, ohne Warnung und manchmal mit immensen Kräften. Ein Forscher der Aalto-Universität hat nun verstanden, wie sie unter realis­tischen Ozean­bedingungen auftreten können. Das hilft nicht nur, die Extrem­wellen in den Ozeanen vorherzusagen, sondern auch bei der Konstruktion sichererer Schiffe und Offshore-Anlagen.

Das 260 Meter lange LASH-Fracht­schiff MS München versank auf mysteriöse Weise 1978 im Ozean. Der letzte Funk­kontakt bestand aus einer verstümmelten SOS-Nachricht mitten im Atlan­tischen Ozean. Nachträglich wurden nur einige Wrack­teile geborgen, einschließlich eines zerstörten Rettungs­bootes. Die am weitesten akzeptierte Theorie besagt, dass eine oder mehrere Riesen­wellen auf der MS München einschlugen und sie beschädigten.

Potentiell extrem gefährliche Riesen­wellen können nun kontrolliert in einer Labor­umgebung erzeugt werden, und unter ähnlichen Bedingungen treten sie auch im Ozean auf. Neu konstruierte Schiffe und Proto­typen von Anlagen können nun vor ihrem Bau im kleinen Maßstab an realis­tischen extremen Ozean­wellen getestet werden. Dadurch können Pläne revidiert werden, wenn sich heraus­stellt, dass sich Modelle als nicht hinreichend widerstands­fähig gegenüber plötzlich auftretenden „Freak Waves“ erweisen, erklärt Amin Chabchoub von der Aalto Universität.

Die Entstehung von Riesen­wellen können physikalisch als Modulations­instabilität von Wasser­wellen erklärt werden. In mathe­matischen Begriffen kann dieses Phänomen über exakte Lösungen einer nicht­linearen Schrödinger­gleichung beschrieben werden. Schon seit einigen Jahren war das Forschungs­team um Chabchoub bereits in der Lage, gesteuerte Riesen­wellen in einem Labor-Wellen­kanal zu erzeugen. Das war aber nur unter perfekten normalen Wellen­bedingungen erfolgreich. In der Natur ist dies nur selten der Fall.

Aalto Univ. / JOL