Tsunami und Monsterwellen
Tsunami und Monsterwellen
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Studiengemeinschaft Physik<br />
Referat<br />
13.2.2012 Nora Dietrich<br />
1. <strong>Tsunami</strong> (japan.: „große Hafenwelle“)<br />
<strong>Tsunami</strong> <strong>und</strong> <strong>Monsterwellen</strong><br />
1.1. Entstehung<br />
- Entstehung durch rasche vertikale Bewegung des Meeresbodens <strong>und</strong> der darüberliegenden<br />
Wassersäule Bildung von Schwerewellen<br />
Auslöser:<br />
1.1.1. Erdbeben<br />
- 90 % der <strong>Tsunami</strong> werden durch Erdbeben ausgelöst<br />
- treten vor allem in Subduktionszonen auf<br />
- Seebeben sind keine Seltenheit, aber nur wenige lösen tatsächlich <strong>Tsunami</strong> aus<br />
(Epizentrum nicht tiefer als 70 km unter dem Meeresboden)<br />
1.1.2. Erdrutsche<br />
- häufig durch Erdbeben oder Vulkanausbrüche verursacht<br />
- durch Massenbewegung an unterseeischen Abhängen wird Wasser verdrängt<br />
<strong>und</strong> es kommt zur Wellenbildung<br />
1.1.3. Vulkanausbrüche<br />
- Vulkanausbruch selbst nur in wenigen Fällen (4,6 %) direkt Auslöser für<br />
<strong>Tsunami</strong><br />
- verursacht eher Seebeben oder Erdrutsche, die wiederum <strong>Tsunami</strong> initiieren<br />
können<br />
1.1.4. Einschläge kosmischer Projektile<br />
- Asteroiden oder Kometen könnten <strong>Tsunami</strong> auslösen<br />
- Bis jetzt kein dokumentierter Fall vorhanden<br />
- Aussterben vieler Dinosaurierarten wird auf einen solchen Einschlag im Golf<br />
von Mexiko zurückgeführt<br />
1.2. Ausbreitung von <strong>Tsunami</strong><br />
- <strong>Tsunami</strong> sind keine Oberflächenwellen, sondern Schwerewellen<br />
ganze Wassersäule ist in Bewegung, doch einzelne Wassertröpfchen bewegen sich<br />
kaum<br />
Energie kann nahezu verlustfrei transportiert werden<br />
- je tiefer das Wasser ist,:<br />
- desto größer ist die Wellenlänge.<br />
- desto kleiner ist die Amplitude.<br />
- desto größer ist die Geschwindigkeit.<br />
trifft ein <strong>Tsunami</strong> auf eine Küste, nimmt die Wassertiefe ab, werden die Wellen<br />
abgebremst, gestaucht <strong>und</strong> steilen sich so auf<br />
- oft treffen <strong>Tsunami</strong> erst mit einem Wellental auf die Küste Wasser zieht sich zurück<br />
1.3. <strong>Tsunami</strong>gebiete<br />
- treten vor allem in Subduktionszonen auf<br />
- vor allem im Pazifikbereich ( ¼ in Japan)<br />
- aber auch in anderen Ozeanen <strong>und</strong> Meeren, wie dem Mittelmeer, dem Indik <strong>und</strong> dem<br />
Atlantik
Schematische Darstellung der Abhängigkeit der Wellenlängen <strong>und</strong> Amplituden eines <strong>Tsunami</strong> von der<br />
Wassertiefe.<br />
(Quelle: http://bib.gfz-potsdam.de/pub/m/infoblatt_tsunami.pdf 26.11.2011,17:02 MEZ -1)<br />
2. <strong>Monsterwellen</strong><br />
- Oberflächenwellen im Ozean von abnormaler Form <strong>und</strong> Größe, die scheinbar aus dem<br />
Nichts auftreten<br />
- Wellen, die die signifikante Wellenhöhe um das Zweifache übersteigen<br />
- drei Arten: „Kaventsmann“, „Drei Schwestern“, „Weiße Wand“<br />
2.1. <strong>Monsterwellen</strong> in der Forschung<br />
- 50er Jahre: Beschreibung von Wellen mit Hilfe der linearen Schrödingergleichung,<br />
Annahme, dass Seegang einer Zufallsgröße mit Gauß’scher Normalverteilung<br />
folgt <strong>Monsterwellen</strong> als „Seemannsgarn“ abgetan<br />
- 60er Jahre: Al Osborne entwickelte eine nichtlineare Form der Schrödingergleichung <br />
ließ Möglichkeit der <strong>Monsterwellen</strong> zu, von zeitgenössischen Forschern<br />
verworfen<br />
- 60er/ 70er Jahre: Häufung von Augenzeugenberichten, vor allem vor der Süd-Ost Küste<br />
Südafrikas <strong>Monsterwellen</strong> als regionales Phänomen erklärt<br />
- 1995 erste wissenschaftlich Aufzeichnung einer Monsterwelle (folgte Al Osbornes<br />
Berechnungen)<br />
2.2. Aktueller Stand der Forschung<br />
- Entstehung immer noch nicht gänzlich erklärt<br />
- drei verschiedene Ansätze:<br />
2.2.1. Das Strömungsmodell<br />
- auch geringe Strömungen auf offenem Ozean können Wellen ablenken <br />
Überlagerung von Wellen zu großen Wellenbergen<br />
2.2.2. Das Huckepackmodell<br />
- eine größere Welle holt eine kleinere ein <strong>und</strong> türmt sich in ihr auf <br />
Amplitude wächst, Welle gewinnt an Steilheit<br />
2.2.3. Nichtlineare Effekte<br />
- Gr<strong>und</strong>lage: nichtlineare Schrödingergleichung<br />
- Periodische Welle baut sich durch die Aufnahme der Energie von<br />
Nachbarwellen auf