Ozeanwellen

Ozeanwellen sind Wellen der Meeresoberfläche, die durch die Übertragung von Windenergie in das Wasser entstehen. Sie umfassen Kapillarwellen an sehr kleinen Skalen und größere Windwellen, die sich über große Strecken ausbreiten und oft als Swell bezeichnet werden.

Entstehung und Eigenschaften: Die Bildung hängt von Windgeschwindigkeit, Winddauer und Fetch ab. Mit zunehmender Energieinput wachsen Wellenhöhe und -länge. Wird der Wind abgeschwächt oder endet, können sich die bereits erzeugten Wellen als Swell weiter ausbreiten, auch ohne Wind am Ort der Entstehung.

Eigenschaften: Die wichtigsten Größen sind Wellenlänge λ, Frequenz f oder Periode T und Amplitude η. In tiefem Wasser gilt die Dispersion ω^2 = gk (mit k = 2π/λ). Die Phasen- und Gruppengeschwindigkeit sind c_p = sqrt(g λ / (2π)) bzw. c_g = c_p/2. In flachen Gewässern ändert sich die Geschwindigkeit nach v ≈ sqrt(g h), wobei h die Wassertiefe ist.

Verhalten und Reise: Wellen brechen, wenn sie an flachere Küsten zustoßen; Wellenfronten können sich refraktieren, brechen oder bündeln. Die Transportenergie wird an Küsten abgegeben und beeinflusst Erosion sowie Bauwerke. Rippströme und starke Strömungen können beim Wellenbetrieb auftreten.

Beobachtung und Nutzung: Ozeanwellen werden durch Bojen, Satellitenmessungen und Spektralanalysen erfasst; die signifikante Wellenhöhe ist ein gängiger Indikator der Meereszustände. Sie beeinflussen Seefahrt, Küstenbau, Klimaforschung und Freizeitaktivitäten wie Surfen.