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Höhe, länge und steilheit der meereswellen im Nord-atlantik

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(1)

Deutscher Wetterdienst

S EEWETTERAMT

Einzelveroffentlichungen

Nr. 1

Hale, Lange und Steilheit

der Meereswellen im Nordatlantik

(Statistik der Wellenbeobachtungen der Ozean.Wetterschiffe)

In der Abteilung Maritime Meteorologie

bearbeitet von Dr. H. U. ROLL

Hamburg

1953

(2)

- 1

-INHALTSVERZEICHNIS

Seite

I. Bemerkungen zum Beobachtungsmaterial, zu

seiner Verarbeitung und Darstellung 3

II. Zusammenfassung einiger Ergebnisse 7

Uberblick -Ether den gesamten Nordatlantik 7

Charakteristische Unterschiede zwischen

West- und Ostatlantik 10

Haufigkeit der Sturm- und Orkanwellen in den einzelnen Teilgebieten des

Nordatlan-tik 12

Jahreszeitlicher Gang der WellengroBen 14

Haufigkeit der Wellenrichtungen 18

III. Karte der Beobachtungsstationen 23

IV. Wellenhdufigkeitsdiagramme

a) fur das ganze Jahr ohne Aufteilung nach Wellenrichtungen

alle 10 Wetterschiffe zusammengefa8t 24

jedes der 10 Wetterschiffe einzeln 26

b) far die 4 Jahreszeiten ohne Aufteilung nach Wellenrichtungen

jedes der 10 Wetterschiffe einzeln 37

c) für das ganze Jahr unter Aufspaltung in die 4 Wellenrichtungsquadranten NO, SO,

SW, NW

jedes der 10 Wetterschiffe einzeln 48

a)

c)

4)

2)

(3)

-,

BEMERKUNGEN ZUM BEOBACHTUNGSMATERIAL9

ZU SEINER VERARBEITUNGUND DARSTELLIJNG

,

YOr etwa einem Jahr .gab dã S SeeTetteramt als erstes ErgebniS der

Wel lenbeo ba ch tunged nordatlanti scher Wetters chi ffe eine "Wellenstat.

-tistikt,+)

in ,geringer Auflage heraus, um dem bestehenden Bedilrfnis

:ne.ch Information iibez die Haufigkeit *d.er einzelnen Seeganostarken

im Nordatlantik .abzuhelfen.

Die vbrliegende VeroffentliChung'ist ale eine Ergdnzung der

er-wahnten fritheren Untersuchung anzlisehen. Der..zugrunde

li,egendeBeób-dchtungszeitraum konnte dabei van einem Jahr auf

z weijah r e4

,erweitert:werden und, reicht ntuamehr vom.1. 5ovember 1950 bis ,zum

Oktober 1952. Ferner werden nicht -nur wie ih der vorjahrigen Vertif-,

fentlichung ge trennte Haufigkeitsverteilungen fiir die

We

e p. bbhe unddie

e

e.n

eriode(bz'w.t-lange,)

gegeben, sonde= es ist dariiber hinaus Versucht worden, Haufigkeits

verteilungen fiir die einzelnen K ov.rdb i n a t lo n e n'-beider

Gro-Ben abuieiteñ. Auf Giland diese

Darstellung ist

ög1ich,

A.1.1661-gen iiber die Wellensteiiheit iu.machen.

Ale

eobach tungsmateri a 1-

dienen Wieder= die

Funkwettermeldungen der nordatlantischen Wetterschiffes Die durch

Verschltiisselung bedingte Herabsetzung der Genauigkeit der Angaben wie

auch die bei-FunkMeldungen stets bestehende MOglichkeit 'vonIlbermitt-c

lungsfehlern muaten in .Kauf genoramen werden, da die

0rigina143eobach-...tungen pas den Tagebilchern bisher nicht verOffentlicht wurden.

.gentliehe Vergleiche zwischeh derk Originalwerten und den knkmeldungen

haben fibrigens gute tibereinstimmung ergeben und das 'Vertrauen.ahf die

ZuverlaSsigke.it .des .Wetternachrichtendienstes !sOweit gestarkt, -dala die

MOglichkeit von tlbermittlungsfehlern ale, gering angesehen. werden kann.

-Die Lage det

eobachtungsstatiOnen ist

a.us der Kerte S. 23 ersichtlich.

"Stati stik von Wel lenbe oba chtungen no rdatlanti scher

Wetterschiffe (Nov. 1950 - Okt. 1951) und deutscher

Feuerschiffe (1949/50)", Veroff.

sMANWD,, Abt. M,

Hamburg, Oktober 1952.

9 tt, 3

31.

es

die

Gele

(4)

-4

Uber die Technik der Wellenbeobachtung

auf den Wetterschiffen liegen keine neuen Nachrichten vor. So mu B an-genommen werden, daB die WellenhOhenangaben wie bisher auf Schetzun-gen nach den bekannten Methoden beruhen und die Werte der Wellenperio-de mit Wellenperio-der Stoppuhr gemessen wurWellenperio-den. Es lassen sich zwar TenWellenperio-denzen er-kennen, von diesen verhaltnismaBig primitiven Beobachtungsmethoden ab-zugehen und MeBgerate zu verwenden, mit deren Hilfe sich die Wellendi-mensionen von Bord eines Schiffes aus in objektiver Weise feststellen

lassen. Bei dem von uns verarbeiteten Material dUrfte indessen der

An-teil solcher MeBmethoden - wenn Uberhaupt vorhanden - nur sehr gering

ein.

Da der Internationale WetterschlUssel zwischen Windsee

und

Diinung keinen Unterschied macht, werden diese beiden

Seegangs-formen auch in der vorliegenden Statistik gemeinsam behandelt. Wir be-trachten also die Meereswellen als selbstandige GrOBen ohne BerUcksich-tigung des anfachenden Windes.

Im Gegensatz zu unserer frUheren Wellenstatistik wurde die

vorlie-gende Arbeit auf den Nordatlantik

beschrankt und auf die

Darstellung der Wellen in Nord- und Ostsee verzichtet. Der Grund fUr dieses Vorgehen ist die Inhomogenitat des Beobachtungsmaterials. Wah-rend aus dem nordatlantischen Ozean nur die Funkmeldungen der

Wetter-schiffe zur VerfUgung stehen, besitzen wir aus Nord- und Ostsee die

ausfUhrlichen Tagebdcher der deutschen Feuerschiffe, der

Bordwetterwar-te auf dem Fischereischutzboot "Meerkatze" und der deutschen Handels-schiffe und Fischdampfer. Wir sind also in der Lage, die Seegangsver-haltnisse der heimischen Meere wesentlich eingehender zu behandeln, als dies fUr den Nordatlantik mtiglich ist. Somit erklart sich die ge-trennte Behandlung der Seegebiete. Der vorliegenden Wellenstatistik

fUr den Nordatlantik liegen

50 395

gleichzeitige Beobachtungen von

Wellenhohe und Wellenperiode zugrunde.

Zur Ubersichtlichen Darstel lung

der

Ergebnis-se der statistischen Auswertung

wird em n besonderes

Haufig-keits-Diagramm(Seite 24 bis 36)benutzt, das in seiner

Gliederung den im WetterschlUssel vorgesehenen Wertstufen angepaBt

Die horizontale Achse tragt die Wellenhöhenskala

in Metern,

wdh-rend senkrecht hierzu die Wellenperioden in

Sekunden bzw. die

(5)

es.

(

5

-Welldn 1

a

n t,e ft in Metern aufgetragen sind. Die schllisselbedingteh

Wertbereiche werden durch em

n

Net von- horitontalen. und vertikalen Gemm

den dargesttllt, Wobel. die horizontalen Geraden die Wellenperiode (bzw. -lange), die vertikalen Geraden die Wellenhohe unterteilen. Man erkennt sofort, dB die Untefteilung der, WellenhOhe 4(in Y2 m=Btoreiche) wesent-lich feiner jet ale die der Wellenperiode (2 sec-Bereiche)t.ein Umstand, der durdh den augenblicklichen Wetterschlassel verursacht Und leider zuf Zeit micht zu diadem 1st: Es ergebtn dith somit schmale, Kastohen, die jeweils einem bestimmten, auf den Skalen erkennbaren WellenhOhen., und. Wellenlangenbereich entsprechen4

Idne Bestimmung der zugehOrigen Werte-der-Weliensteilheit'

(Wellenhohe/Wellenlange) laBt sich mit Hilfe der schrggen Geraden

vor-nehmen. Die

te

sind Linidt gleicher Wellensteilheit, beginnen. it der.

maxtmalen Steilheit 1:7 und erstrecken diCh bis in den Bereich.der fla

then Dlinungswellen Mit Steilheiten,-voni :60 bis 11200 hinein. Wie man

1st es allerdingd schwierig, einem Kgstchen eine bestimmte Wellen= steilheit zuzuordnen, da wegen der yerhAltnistaBig groBen Unbestimmtheit

der Wellenlgnge def

in

Frage kommende Bereich,der Wellensteilheit'eben=

falls betrachtlich 1st. Um Uberhaupt zu einer Ptstlegung der;zugehoriget

Wellensteilheit zu gelangen, kann man sich die in

die

einztjnen nistchea

fallenden Werte jeweiIdcim Mittelpunkt dieses-Kastchens konzentriert dear. ken und sodann far diesen Punkt die Wellensteilheit bestimmen.

Bel der Darstellung der. Wellenhaufigkeit far die-einzelnen.Jahres zeiten.und Wellenrichttngsquadranten wird eine etwas abgeanderte Form

(Seite

37

bis 58) des Oen beschriebenen Hgufigkeitsdiagramms benutzt,

Hier werden jeweils 4 verkleinette Haufigkeitsdiagramme auf einem Blatt,

vereint. Sid nnterscheiden sich von derersten Form nur durch die

jewei-lige Zusammenfassung zweier benachbarter Wellenhohenbereicht. Die

Wellen-hohe

1st also nicht mehr wie vorhdt

in y?

m-Bereichel sondern in .1. 171

Bereiche unterteilt.

Die durch die Beobachtungen geliefertet Rautigk.glts

-.za h 1e n

far die eih2elnen Wertestufenswurden'in die zugehorigen

Kastchen eingetzsgeng Dardie beobachteten Halifigkeiten sich

auf

eine

groBe Zahl von Kombinationen WellenhOhe Wellenllinge'verteilen; wares

ZwatkmaBig, die Hdufigkeitstierte in %o (Promille) anzugeben. Dabei bedeu-tet*G.0 %o, dai in dem betreffenden Bereich zwar Beobachtungen aufgetre=

. t sieht,

(6)

--6

ten sind, ihre Hdufigkeit jedoch 0.1 %o nicht erreicht.

burch

Addition

dieser Hdufigkeitswerte iiber alle Wellenhohen bzw. liber alle

Wellenperi-oden wurden getrennte Hdufigkeitsverteilungen fiir die Wellenldnge

(rech-ter Rand des Diagrams) und fiir die WellenhOhe (oberer Rand) erhaltan.

Jedes Diagramm enthdlt schliefilich die Gesamtzahl der verwendeten

Beob-achtungen, die der Berechnung der %o-Werte zugrunde liegt.

Del der Aufteilung der Wellenbeobachtungen nach

Wellenrichtungsqua-dranten (Seite 4k:3 bis

sind die Haufigkeitszahlen auf die Gesamtzahl

der Beobachtungen aus al len Richtungen und

ni chtatf

die

An-zahl der Beobachtungen aus dem jeweiligen Richtungsquadranten bezogen

worden. In diesen aufigkeitsdiagrammen kommt also zugleich das

unter-schiedliche Gewicht der einzelnen Wellenrichtungsquadranten zum Ausdruck.

Zur Erzielung graBerer Ubersichtlichkeit wurden jeweils die Felder

in der Umgebung der maximalen Haufigkeit durch roten

tiberdruck oder rote

Umrandung hervorgehoben. Entsprechend der unterschiedlichen

GrOBenord-nung der Haufigkeitszahlen wurde bei den einzelnen

Haufigkeitsdiagrammen

verschieden verfahren und zwar wie folgt

Bei den getrennten Haufigkeitsverteilungen fur die WellenhOhe und

die Wellenlange ist nur das Hdufigkeitsmaximum durch roten tberdruck

kenntlich gemacht worden.

Die rechnerischen Arbeiten im AnschluB an die

Hollerith-Tabellie-rungen wurden durch die Herren Dipl.Met. G.

Fischer und

Wetter-dienstinspektor 0. Petri ausgefiihrt.

Hervorhebung

Hdufigkeitsdiagramme

fur das ganze

Jahr

fiir die Jahres-

zeiten

nix. die

4

Wellen-richtungsquadranten

rater Rand

rot ausgefullt

20 - 49.9

%0

50 %o u.mehr

40 - 99.9

%0

100 %o U.mehr

10 -

24.9

%0

25 %po u.mehr

-58) -

(7)

-ZUSAMENFASSUNG EINIGEH. ERGZBNISSE

Der Hauptzweck dieser .Arbeit it die ZUtainInenfassung und Darstellung

des Beobachtungsmaterials in einer fiir die verschiedenen

Anwendungsmog-lichkeiten geeigneten. Form. Es ist daher weder beabsichtigt noch in we.i

nigen Worten moglich, auf alle Ergebnisse hinzuweisen, die sich Ous den

Diagrammen ablesen lassen. Man wird daher im allgemeinen stets in das

der Fragestellung entsprechendet:Diagramm eingehen miissen; i

Antwort

.erhalten. Nur fur die Zwecke der ersten Orientierung werden im folgenden

einige 'Ergebnisse zusammengestellt.

a) ttberblick 'fiber den

esamten_Nordatlantik

Far die Gesamtheit der norddtlaritischen. Wetterschiffe, diet wohl wegen:

ihret gleichmE.Bigen Verteilung als rep'rlizentativ ,fiir den Nordatlantik

nOrdlich 300 N angesehen werden kann, erhalten,iff7ir die urn Diagramm auf

S. 24 wi,ecip,Tgegeberlp

w et.i d i ,m

o n.a 1 d

f i-g.

keitover

e 1 1 u n g der Wellendimensionen. Virir sehent daB die

Beobachtungen si ch auf einen wei ten Berei ch verteilen, so daB, di

e

figkeitsZahlen in den einzelnen 'ICattChen VerhaltnismaBig gering sind.

Bis hinauf zu

ellenla.ngen von etwa 150

in nehmen die zugehdrigen Wellen=

hOhengleichfalls zu., Indiesem Beretch wird der Charakter des Seeganges

vo

allem &arch die

W I n dsee 'bestiramt. Bel den Wellenlarrgen

ober-halb von 150 m bleil?en die augehorigen WellenhOhen gleict oder *eraeri

-ivieder kleiner: Wir.befinden uns bier

rn Gebiet vorherrschender

D

n g s we11en4k

Vergleicht man die nistchen maximaler Haufigkeit der einzelnen Wel-

.

lenliingenbereiche unterein.ander, so stellt man feat, 4a1 sich di,ese

Hatt-figkeltsmaxima mit wachaender Wellenrange ii Sinne einer Abnahme der

Wellensteilheit verschieben.

Die

1 an g.e

Wellen sind ,also it

ail-gemeinet f1 a cher als ,die kurzen.'

-'

Die

h

figate

V'?

1. engx

.13

-sind

unterezi Tell des Diagramms onzentriert. Wit entnehmen- hi eraus folgende

Wertd.

:

7

-zu

Hdu

-im linken

(8)

8

-Fur die Haufigkeit der Wellen mit extremen Hohen und Langen ergeben

Die maximale Wel lenhöhe betrug

15 m. Sie trat jedoch nur mit einer Haufigkeit von 0.01 % auf.

Die maximale Wel lenlange laBt sich nicht angeben, da

der WetterschlUssel in seiner hochsten Wellenlangenstufe nur

Wellenlan-gen Uber

690

in bzw. Wellenperioden ii b e r 21 sec angibt, eine

genauere Festlegung aber nicht zulaBt. Wellen aus diesem extgenaueremen Langen

-bzw. Periodenbereich wurden insgesamt in

68

Fallen gemeldet, was einer

Haufigkeit von 0.1% entsprechen wlirde. Dieser Wert muB allerdings ange-zweifelt werden. Die Zahl der Falle far die langen Wellen zeigt namlich

folgenden eigentUmlichen Verlauf

Wellen-Periode Lange

sec in

Zahl der Falle

13 - 15

264 - 352

270

15 - 17

352 - 452

58

17 - 19

452 -

565

12

19 -

21

565 - 690

53

aber 21 Uber

690

68

sich folgende Werte

Wellenhohe von 5 in und mehr :

8.2 %

10 in 11 11 :

0.2 %

Wellenlange

189

in und mehr :

3.4 %

11

264

in

11

:

0.9 %

Wellenperiode von 11 sec und mehr :

3.4 %

Pt 13 sec 0.9 %

Haufigste WellenhOhe : 1.5 in mit

18.2 %

Wellenlange :

39-76

in 11

36.7 %

Wellenperiode : 5

7 sec

11

36.7

Kombination Hohe/Lange :

1.5 m/39-76

in 11

9.5%

Zugehorige Wellensteilheit : 1 :

38

r

-% - "

(9)

9

Wahrend die Zahl der Falle bei Zunahme der Periods. vori 13 aid' 19 pec

'er-wartungsgemdB abfkllt, beobachten

wir

bei den noch langeren Wellen eine

unverstandliche Zunahme der Haufigkeit, die rihk dadurch-erklart werden

kann, daB die Verschlusselung nicht einheitlich gehandhabt wurde. Die

Haufigkeitszahlen der sell". langen Wellen fiber 565 m mussen daher mit

einem. Fragezeichen versehen werden. Wegen der Seltenheit dieser Wellen

besit2t diese Unsicherheit jedoch keine praktischs Bedeutung. Uberdies

muBten in unseren Haufigkeitsdiagrammen die Wellenlangen uber

452 m,

bzw.

die Wellenperioden fiber 17 sec auSTAumgrunden zu einer Gruppe

zu-sammengefaBt werden, st) daB die zweifelhatte Zunahme der Haufigkeit bei

den Wellenldngen fiber

565

m ntcht hervortritt.

Die rn a.xima 1. t.

Wel.ledet.ei

1 h.43 i.%-t -betrtigt nadh der

Theorie 1:7, emn Wert, der durch MessUngen gut bestatigt ist. Um so mehr .

fdllt es auf, (lag diese hOchstzulassige Wellensteilheit im BAufigkeita-, diagramm rauf S. 24 hberschritten wird. Auf den ersten Blick scheint dies -ziemlich oft eingetreten zu sein, da eine ganze Reihe von Haufigkeits,

zahlen unterhalb der Geraden.147 libgen. Poch muB ban hierbei bedenkenr

daB diese Haufigkeitstablen jeweils

nir

die durdi die netchen gegebenen

ereiche gelten. Erst wenn, daebetreffende rastchen vollstandig'

unterhalb der Geraden 1:7 bleibt, lam mit Sicherheit Von einer

-echreitung der maximalen Steilheit gesprocheh werden.'Das trifft dann nur nooh fur 0.01 % eller Rale, also Air einen ,tehr.geringen

Prozent-eatz zti und durfte auf Beobachtungs Ubermittlungsfehler zurückzu-.

fuhren sein.

DieBerechnungeinerRaufigket.trsverteil

ft,g:der

e 1 1 e n.s t el 1 h. e i t wi.rd durch die bereits erwahnte Tatsache

-erschwerter daB.die im Wetterschliisel vorgesehenen Wellenlangenstufen verhaltnism4Sig groB Sihd und dadurch die zugehorigen Werte der

Steil-heit

in

gleichem MABe unbestimmt. werden. Legt pAid, Um liberhaupt zu

nem Ergebnis zu gelangen, jeweils die Mittelwerte der den Kastchen ent-sprechenden WellenhOhenr.und Wellenlangenbereiche zugrunde., so*lassen

sich

folgende Haufigkeitszahlen berechnen :

Uber-und

(10)

ei 10 ei

-Hiernach ergibt aich emn Haufigkeitsmaximum der Wellensteilheit fdr den

Bereich 1 : 25 bis 1 :

35.

Es ist verstandlich, daB die aUf die

angedeu-.

tete WeiSe berechnete hatifigste_Wellensteilheit sich unterscheiden wird

von der Wellensteilheit, die zu der haufigsten Kombination von Wellenho....

he und Wellenlange gehOrt mid die weiter oben mit 1 : 38 angegeben wur-'

de4jDiese Wellensteilheit-ist ja nuf einem einzigen.Feld zuzuordnen,wah-_rend die obige Haufigkeitsverteilung praktisdh durdh. Summierung entlang

der schragen Geraden gleidher Wellensteilheit zustande kommt, also elle

' Felder berucksichtigt.,

b) Charakteristische Unterschiede zwisdhen West- und Ostatlantik

2s

it bereits mehrfach daraufhingewiesen worden, daB sowohl im

Mit-tel wie auch in extremen Fallen im Ostatlantik grOBere Wellendimensionen

beobachtet warden als im Westteil dieses Ozeans. Da .diese' Erscheinung

aadh bei gleicben Windgeschwdndigkeiten festgestellt wurde, kann eine ungleichmaBige Windstarkeverteilung als Ursache ausgeschlossen werden.

Vielmehr tut dieses Anwachsen der WellengrOBen von West nach Out auf die

Tatsache zurfickzUfiihren, daB bei den vorherrschenden. Westwinden iM out-lichen Nordatlantik langere wirksame Windbahnen (fetch) zur Verffigung

stehen dilfften al im weatlichen Teil die's Ozeans.

Zur Veranschaulichung dieses Befandes geben wirim folgenden eine

Zusammen.stel lu.ng del: haufigsten WellenhOhen mid

Wellen-langen soWie der Steilheit'der haufigsten Kombination beider Gr6Ben elle 10 Wetterschiffe,'wobei diese.dhrer geograPhischet Lange und Breite

annahernd entsprechend angeordnet sind. Diese Angaben stamen aus den .

Haufigkeitsdiagrammen S. 26 bis 361 und zwar werden jeweils die Mittel

werte der Wertbereiche verwendet.

II I Wellensteilheit llaufigkeit in %

Uteri

: 7 0.2 1 1 : -: 7 bis 1 15 " 1

t

15 : 25 -

5.7

-

18.5

, . 1

3 25

1 ,:

35

26.6

1 : 35 " 1 :

45

16.4 1 :

45 ."

1

: 55 11.4 -1 : 55 " 1 :

65

8.3

-tinter 1 :

65

12.9 --,---=,---.. .--- =.%---"

(11)

Hdufigste WellengrOBen im Nordatlantik

West Ost

Diese Zusammenstellung 1d3t die Zunahme deutlich erkennen, die

die hdufigsten WellengroBen beim Fortschreiten von Westen nach Osten er-fahren. Nicht nur die Hdufigkeitsmaxima der Wellenhohe, sondern auch die der Wellenldnge verlagern sich dabei nach hdheren Werten, wobei diese An-derung naturgemdB im eigentlichen Westwindgebiet besonders ausgesprochen ist. Gleichzeitig bemerken wir, daB die Steilheit der haufigsten Kombina-tion Wellenhohe / Wellenldnge, die wir - cum grano sails - alp reprdsenta-tiv für das Hdufigkeitsmaximum der Wellensteilheit ansehen wollen, sich

von Westen nach Osten im Sinne einer Abnahme der Steil

-heit dndert.

Allerdings passen die Wellenbeobachtungen des Wetterschiffes "NI" nicht ganz in dieses Schema. Hierfar kann u.a. die Tatsache maBgebend sein, daB dieses Wetterschiff nicht mehr zum eigentlichen Nordatlantik, sondern einem seiner Nebenmeere, der Norwegischen See, gehort und daher abweichen-den geographischen Bedingungen hinsichtlich der Wellenausbreitung

unter-liegt. Wetter-schiffe 1.0 H

24.8 %

1.5

1.5

1.0

B D E

18.2

19.1

24.3

% % %

1.5

1.5

A C

18.3

17.3

% %

2.0

2.0

1.0

I

J

K

17.8

16.8

16.8

% % % 1.0 m

=,..=.-25.8 %

== Hdufigste WellenhOhe in in und deren Hdufigkeit in % Hdufigste Wellenldnge in m und deren Hdufigkeit 56

41.8 %

56 56 56

41.4

48.2

45.5

% % % 56 56

32.3

37.4

% %

100

100

100

55.2

51.8

42.0

% % % 56

44.4 %

Steilheit der hdufig-sten Kombi-nation Hohe/Ldnge und deren Hdufigkeit in % 1:20 17.1 %

1:20

1:38

1:20

10.2%

11.8 %

13.8 %

1:38

1:38

9.2

10.1

% %

1:33

1:50

1:67

10.7

8.9

7.3

% % %

1:56

18.4 %

-zu ,

(12)

12

-c) Haufigkeit der Sturm- und Orkanwellen in den einzelnen Teilgebieten des Nordatlantik

Von besonderem Interesse fdr die Seeschiffahrt ist die Hdufigkeit des Auftretens von Sturmwellen. Wir wollen den Begriff der Sturmwellen in Analogie zur Sturmhaufigkeit definieren, die ja die lindstarken von 8 Beaufort und mehr umfaBt. Gehen wir davon aus, daB einer Windstarke von

8 Beaufort im Mittel eine Wellenhohe von 5 in zuzuordnen jet, so erscheint

es zweckmaBig, unter Sturmwellen diejenigen Wellen zu verstehen, deren

Hohe 5 in und mehr betragt.

Fir die so definierten Sturmwel len geben wir im folgenden

eine Zusammenstellung der prozentualen Hdufigkeiten bei den einzelnen Wetterschiffsstationen, die wiederum ihrer geographischen Breite und

Lan-ge entsprechend anLan-geordnet sind. Gleichzeitig sind die haufigsten Wellen-langen vermerkt, die zu diesen Sturmwellen gehoren, sowie ihre Haufigkeit. Hierbei werden nur die Nittelwerte der schlusselbedingten

Wellenlangenbe-reiche angegeben.

Haufigkeit und Lange der Sturmwellen auf dem Nordatlantik

West Ost

Nach dieser Tabelle treten Sturmwellen besonders haufig in den Seege-bieten sildwestlich und slidlich von Island (Wetterschiffe B, A, 1, J) auf. Ihre Haufigkeit liegt dort zwischen 11 und 14 %. Die Schiffahrtswege nach Nordamerika verlaufen sild.lich dieses Gebietes maximaler

Sturmwellenhau-figkeit. Hier dUrfte diese Haufigkeit etwa 9 bis 10 % betragen. Sadlich

Wetter-schiffe H

.

================= B D E 11.5 8.2 2.6 % % % A C = I J K M

=.

----..

Hdufigkeit der Sturm-wellen in % (Rohe 5 in und mehr)

4.4 %

12.8 9.6 % % 11.1 % 13.6 % 8.1 % 0.1 % Haufigste Lange die-ser Sturm-we lien in in sowie deren Hdufigkeit % 100 2.0 % 100 100 100 4.1 4.0 1.1 % % %

156

156

5.5

3.8

% % 100 100 156 100 156

7.1 %

5.8%

5.7 %

3.4 %

3.4 %

225

0.1 % -. .

(13)

_

At

West-

Ost

WiT 'entnehmen hieraus, di:03 OrkanWellen in dem

betrachteten.Zeitraum

weniger im-OentrEilen Nordatlantik ale in semen Randgebieten auftraten.

Am haufigsten waren sie wit ,0.9 % beim

Wetterschiff

eidwestlich

da4n folgen die WetteredhiffeI .und. J westlich Irland mdt je 0.4%.

-Die tâign der

10 r 'k

w. ellen streuen bei der gerin=

gen Zahl der

äl 1e ZU* stark

r .um die Ableitung zuverlassiger

Haufig-keitswerte zu exmoglichen. It Ostteil des Nordatlantik scheinen sie

Allgemethen fiber 200 rat im Weetteil darunter

td liegen.

N.

3

1

=MI

7

40

N sinkt die Sturmwellenhaufigkeit unter 5%, wobei erklarlicherweiSe

die Abnabme im zentralen Tell des Nordatlantik (Wettersdhiff E) stAtker

.

1st (Azorenhoch) als im Westen.(Wetterschiff H) (westindische

Hurrika,-ne). Auffallend niedrig 1st die. SturmwellenhAufigkeit- beim,Wettersdhiff

in, der NorWegischen See (0.1%).. Es 1st nodh nicht eindeutig

ge

'A

klart, ob. hierffir Eigentftlidhkeiten der. Beobachtungsmethodik

oder lOksia

le Besonderheiten von Wind und See verantwortliCh.gemacht wren

maseren&-die

An g e

der S t

rmWe 1 1 en erhalten wir haupt..

sachlich TOG und 1% tv d.h. siê

lien grUtenteils in den Bereith

bis 189 m und entaprechen-somit den haufigeten Schiffilangenk

Will man die Sturmwellen naher spezifizieren,

so empfiehlt es sich.

vielleicht,

die Wellen

mit HOhen von mindestens 10m unter dem Begriff

0 rk a t. w e LI e n

zusammenzufassen und getrennt darzustellen.- Die

.Zeal der Mlle wird damn allerdings so gering (insgesamt 105),

daB.die

regionalen Uhterschiede durch Zufalligkeiten verursacht

sein.kOnnen.und

keine allgemeine Gliltigkeit besitzen. Air die Haufigkeit

dieser Orkan.

.

wellen bei den eifttelnen Wetterschiffen-ergeben

sio1rfolgendeerte

HAufigkeit der Orkanwellen auf dem Nordatlantik

c

(Haile 10 m und tehr)

"M" FUr 76 Is-land, im Wetter-schiffe H B D E C I J K

M

0.1 % 0.2 0.06 % % 0.9 0.04 % %

0.4

0.4

0.2

% % %

(14)

Eine Zusammenstellung der -m

Ale be den 10 nordatlantischen,

jahrigen Beobachtungszeitraumes

der Sturmwellen abschlieBen.

Maximale_Wellenhdhen in m auf dem Nordatlantik

(1.11.50 - 31.10.52)

--

In Klammern: Zahl der'Falle in 2Jahren

West

Ost

-d) Jahreszeitlicher Gang 'der WellengrelBen

Die bisher daxgestellten Ergebnisse bezogen sich aussdhlieBlich

auf

dat ganze Jahr. In mancher Hinsicht ist es interessant oder auch

notwen-dig,' die jahreszeitlichen Schwankungen in Betracht zu ziehen. Hierzu

die-nen die Diagramme S.

37 bis S. 47.

'

Im jahreszeitliohen Gang der Haufigkeitsmaxima far WellenhOhe und

zeigt sich deutlich, .daB im Sommer niedrigere Werte bevorzugt

vier-den als it Winter mit Ubergangserscheinungen in vier-den Zwischenjahreszeiten

rrubling und Herbst. Die Unterschiede sind indessen nicht groB; deshalb

kann von einer Daretellung abgeseheh"erden.

Siarkere Schwankungen treten indessen beim rahrlichen Gang der

und Orkanwel lenhAtfigkeit auf, wie die

TAbellen auf Seite 16u. 17 erkennen lessen.

-

Mit einer Ausnahme wurde das "Maximut der Sturmwellenhaufigkeit im

gentlichen Nordatlantik stets it W,inter beobachtet. Die

zugehdri=

gen Haufigkeitszahlen betragen im Bereich der Nordamerikaroute etwa 15

-17 % und erreichen mm Seegebiet zUwestlich Island mit fast 23

% ihren

Hochstwert.,

Zum So m m. e.r

him flint die Sturmwellenhaufigkeit

allgemein stark ab.

Doch zeigten sich in de m betrachteten

Zeitraum.night unbetrachtliche'

exima'l en Wel lenhdhe n,

Wetterschiffsstationen wahrend des

zwei-aufgetreten sind, m5ge dies Statistik

Wetterechiffe

,

H '

. -B D A C

H.

,

I

M

,

1, --,---.._-.*--,

(1)

1 .

,,..

-4. I

-_

11.5 (1)

11 ,13

I 95

(1)

(1)

(3)

_A

' 15

12 1

(1)

(1)

1

15

14

12

-(5)1

(3)

(4)

i

,5.5

- 1 14 -= --ldnge

Sturm-

ei

-E

J

K

(15)

k

15

:Schwerpunktsvetschiebungen gegenUber.dem Winter. Z.B. lag im Sommer das

Maximum der Sturmwellenhaufigkeit (5.2. %) nicht wie im Winter bUdwest

lich Island, sondern westlich Irland.

F t U:h j a h r und. it e:r b

s

t sind Ubetgangsjahredzeiten mit mitt',

leren Werten der Sturmwellenhaufigkeit, ohne daB sich erkennen lieBe, ob.

einer dieser beiden Jahreszeiten,allgemein

ein

ftergewicht zukommt, Auch

-im Mittel qber allg Wetterschiffe liegen die Haufigkeitszahlen nahe

bei-einander-.

Die oben erwahnte AuShalme bildet das Wetterichiff I sUdlich Island.

Hier trat das Maximum der Sturmwellenhaufigkeit im

TrUhjahr-ein,

und der sonst Ubliche Winter rangiert hinter dem Herbst erst an dritter

Stelle. Es hat den Ansdhlein-, al@ ob dieses Ergebnis izufalligen.Charakter

tragt, 4.h0 daB die untersuchten zwei.Jahte

zufallig

stark von den Nor-.

malverhaltnissen abweichen.

Ein ahnlichep ReaUltat ergibt sich aus der Tabelle auf S. 17 audh

hinsichtlkch der ,Otkaliwel lenh-gufigkeit.

Hiernach

fiel daS Maximum der Orkanwelienhaufigkeit bei den verschiedenen

Wetter-schiffen durchaus nicht immer in den Winter; v*elmehr lag dieser Hochstir

wert gelegentlich auch it FrUhling, Zommer.oder Herbst. Der Zeitraum von

zwei Jahren reicht also noch,nicht aus, um daraus die Haufigkeit einer

so verhaltnismassig seltemen Erscheinung wiedie Orkanwellen'genau genug

fUr einzelhe Jahreszeiten und Seegebiete ableiten zu'lassen. Wenn man

zur Zeit Uberhaupt eineh SchluB ziehen kannr so jet es der, daB

Orkan-wellen in ihrem, Vorkommen keineswegs auf den Winter Depchrankt sind,

sev-dern auch anderen Jahreszeiten auftreten konnen./

Betrachtet man die Verhaltnisse auf dem Nordatlantik in ihrer

Gesamt-heit, so zeigt sich allerdings em n Ergebnis: Orkanwellen trateh im FrUh-,

ling 1.5 mal, im Herbst 3.2 tal und im Winter

4.5

mal so haufig auf wie

ian Sommer. Hiernach wurde der Herbst yon den Orkanwellen eindeutig

gegeh-fiber dem Frahling bevorzugt, em n Unterschiedi der, wieluanaus

der TS&

belle sieht4 nicht allein Hurrikan-Saisoh im Herbst

zurUckge-Nhrt werden kann.

AbschlieBend sei in diessm Zupammenhahg erwahnl, daB sich auch die

.-au t S. 14 gegebenen maximalen -WellenhOhen ziemlich regelloa .-auf elle

Jah-reszeiten verteilen. Von den 10 Wetterschiffen beobachteten,nur 4 Schif--

-fe ihren Hochstwert im Winter, wahrend jer 2 Schiffe die entsprechende

.

.Feststellung im 'FrUhling, Sommer'oder Herbst machten.

-SI

-

-zu

(16)

Jahreszeitlicher Gang der Sturmwellenhaufigkeit

(o)

auf dem Nordatlantik

(Wellenhohe 5 m und mehr). West Ost Wetterschiffe B D E A C I J K M Jahreszeiten

Wi. Fr. So. He.

Wi. Fr. So. He. WI. Fr. So. He. WI. Fr. So. He.

WI. Fr. So. He.

12.t.2 4.2 0.8

3.4

18.6 15.2

6.7

4.0

1.2 11.4 2.8 9.6 0.1 2.1 22.6 11.2

7.7

2.8 14.1 1.8 11.9

13.4

19.)

15.6

0.6 14.7

5.2 16.8 1.6

7.6

-0.2

13.3

ILI

12.6 8.1 4.1 14.8 Alle Wetterschiffe zusammen Wi. Fr. So. He. 13.2 8.5

1.7

9.2

(17)

Jahreszeitlicher Gang der Orkanwellenhdufigkeit (%) auf

dem Nordatlantik

(Wellenhohe 10 m und mehr)

West Ost Netterschiffe H B D E A C I J K M Jahreszeiten WI. Fr. So. He. WI. Fr. So. He. Wi. Fr. So. He. Wi. Fr. So. He. 0.2 -0.1 0.2 0.6 0.1 -- - -0.1 0.1 -0.2 0.1 -2.2 -t 0.1 0.2 - -1.2 -0.5 0.3 0.6 1.2 - -0.7 -0.6

-4 v,

. r-I

-01

0 la

...I z Cll cd ..S4 ,s4 Alle Wetterschiffe zusammen WI. Fr. So. He. 0.45 0.15 0.10 0.32

_

(18)

18

-e) Haufigkeit der Tellenrichtungen

Bei den bisher diskutierten Tdufigkeitsdiagrammen war eine Unterscheidung nach Wellenrichtringen nicht vorgenommen worden. Die Aufspal

-tung des Beobach-tungsmaterials in 4 Wellenrichtungsquadranten NW, NO,

SO und ST geschieht nunmehr in den Diagrammen S. 48 bis S.58, jedoch

ohne Unterscheidung nach Jahreszeiten. Rierbei werden die Wellenrich

-Als erstes Ergebnis geben wir in der Tabelle auf 5.19 eine

Zusam-menstellung der Hdufigkeiten dieser Wel

lenrich-tungsquadranten sowie der Wellenbeobachtungen ohne

Bich-tangsangabe.

Wie zu erwarten, sind Nord- und SUdwest mit 60 -

75 %

Hdufigkeit bei den 8 sudlich von 60° N stationierten Wetterechiffen

die

hdufigsten Wellenrichtungen. Nur die beiden nordlichsten Wetterschiffe A und M beobachteten die meisten Wellen aus nordOstlicher Richtung,

obgleich such bier die Haufigkeit der Wellen aus den nord oder sfidwest -lichen Quadranten nicht viel geringer ist.

Auffallend ist der verglichcn mit den anderen Wetterschiffen verhaltnismaBig hohe Prozentsatz (10.7) der durcheinanderlaufenden Wel

-len ohne Richtungsangabe beim Wetterschiff M in der Norwegischen See. Diese Tatsache deutet darauf bin, daB in diesem Seegebiet besonders hal].

fig Diinungen laufen, was wiederum mit der erwahnten Vorherrschaft nie -driger und flacher Wellen beim Wetterschiff M (vgl. Tabelle S. 11) im Einklang steht.

tungsquadranten wie

fnlgt

beg.renzt :

Wellearichtungs-quadrant

Richtung in Grad, aus der die Tellen kommen

NT 280 - 360

NO 10 - 90

SO 100 - 180

(19)

Haufigkeit der Wellenrichtungen (%) auf dem Nordatlantik West Ost Wetter- schiffe --B D E A C I J K M , Wellen- richtung NW NO SO SW NW NO SO SW NW NO SO SW NW NO SO SW NW NO SO SW

)3.2 16.4 22.2 27.0 15.6 34.9 18.0 30.6 26.6 23.0 16.8

33.2

23.7 25.5 17.3 22.8

30.8 14.3 18.3 53.9 33.2 13.7 17.6 35.7

)7.4 12.0 12.9 37.4

30.4 15.7 14.6 37.1

22.2

17.7 22.6 36.4

40.1

17.2 7.6

32.4

Hdufigkeit der Wellen ohne

1.2

2.7

0.9

1.8

0.4

0.3

10.7

Richtungs- angabe

2.2

1.1

2.7 H

(20)

- 20

Die ngchste abelle auf S. 21 vermittelt einen Uberblick

fiber

RI

chtung, Bet rag und H.AUfigkeit der 'hdu

f izvten Wel l_engrOSen. Und zwar werden neben den

haufigsten Wellenhohen und WellenlAngen (Mittelwerte der. schlassel-bedingten Wertbereiche) auch diejenigen Werte angegeben, deren

Hau-figkeit an zweitarAtelle steht. Auf diese Weise ergibt sich bei

brei-ten Verteillingen emn umfassendOres BiN, a1s wedn, nur die Warta mit

maximaler Haufigkeit berdcksichtigt werden. In der Tabelle finden Wir wiederum das Vorherrschen der westlichen Wellenrichtungen auf dem Nordatlantik sUdlich von 60°N bestAtigt. Nut bet den WettersChiffen A, und M fallen die hAufigsten WellengroBen vorwiegend in den NordostqUa.,

dranted. Beim Fortschreiten von Norden nach Süd.en bemerken wir im

West-atlantik sine Anderung der haufigsten Wellenrichtungen von NW auf,S,

wahrend im Ostatlantik

das

Umgekehrte der Fall is t. Dort treten im

Sdclen vor allem Welled aUS dem Nordwestquedranten auf,.eine.Tatsache, die natdrlich auch aus der Tabelle Sc 19 deutlich hervorgeht. Ira

gen enthAlt die Tabelle auf S. 21 viele bereits bekannte Zdge, wie z.B.

die ZUnahme der hAufigstan WellenhOhen.und Wellenlangen 'beim

Fortschrei-;

ten von West nach Ost, Ate mit einer Abnahme der Steilheit der hAufig-.steA Kombinationen Hohej Lange! einhergeht.

Besonders interessant ist die Frage, aus welchen

Richtungemnturm-udd Orkanwellen am hAufigsten auftreten. Die Tabelle auf S. 22 gibt die

Antwort hierauf. Danach kameA die. S

t.0

r

mw-e

11 e n bei fast alien

Wetterschiffen Uberwiegend aus dem Nordwestquadranten. Der

Slid-westquadrant steht bei der SturmwellenhAufigkeit an zweiter Stelle,

/rah-.

rend StUrmwellen aus Nordosten nur bet den ,nOrdlichen Wetterschiffen A

und I mit bemerkenswerter HRufigkeit auftrate. Sturmwellen aus SO be- t

sitzen fast durchweg die geringste HAufigkeit,

'Bei den Orkanwal len liegen die VerhAltniase etwas anders.

Allerdings 1st es wegen der geringen Zahl der

Palle

nicht moglich,

all-gemeingfiltige SchlUsse: zu ziehen. Wir la:Innen nur sagen, daB wAhrend der

betrachteten zwet Jahre die Orkanwellen Uberwiegend aus S U d w_e

sten kamen, sofern Uberhaupt solche Wellen beobachtet wurden.

Nord-Tgest.und Nordost stehen etwa gleich hAufig an zweiter Stelle, wAhyend Orkanwellen aus Sddostan'am seltensten auftraten.

(21)

-Richtung, Betrag und prozentuale Mufigkeit

der haufigsten Wellengrossen auf dem Nordatlantik

West st Wetterschiffe B D E A C I J K M Qua- drant m Qua- drant ' Qua- drant

d

''''

Qua-

drant

d

''' Qua- drant in %

nufigste

SW 1

v4

1000 sw 1 1/4

10.3

SW 2 114

10.6

NO 1 1/4

14.2

und NW

1 1/4

8.6 NO

1 1/4

9.9

NW

2 V4

9.3

NW 1 V4 11.4

zweithdufig- ste

Wellen-SW 1 1/4

1o.7

sw

1 v4

10.7 NW 2

v4

11.5

hohe SW

2 v4

10.6

NW 2

v4

9.3

SW 2 V4

11.5

sw 1

v4

17.7

SW 1 1j4

16.o

NW 1

v4

10.9

NW 1 1/4 11.1

so

1 1/4

12.2

NW

2 1/4

10.8 Haufigste NW 56

14.4

NO 100

12.1

SW 100 18.3 NO 56

11.7

und SW 56 11.8 NO 56

11.8

NW 100

16.0

NW 56

10.3

zweithaufig- ste

Wellen-SW 56

15.6

SW 56

12.3

NW 100

20.1

lange NW 56

14.1

NW 56

11.2

SW 100

19.6

SW 20

15.6

SW 56

17.6

NW 100

16.4

SW 56

15.6

sw

20

13.2

SW 100

16.2

Steilheit der SW

1:16

5.3

NO

1:25

4.6

SW

1:44

5.4

NO

1:45

9.6

haufigsten und zweithau- figsten

SW SW

1:25

1:25

4.9

5.8

NO SW

1:45

1:45

4.3

5.7

NW NW

1:44

1:44

5.2

6.2

NW

1:45

7.8

Kombination SW

1:45

5.6

NW

1:25

4.7 sw

1:44

6.2

Hohe/Lange SW

1:16

9.7

sw 1:16

7.8

NW

1:44

4.6

SW

1:45

705

sw

1:45

7.7

SW 1:80

4.6

' . . .

(22)

-Verteilung der Sturm- und Orkanwellenhdufeit,

die Well enrichtungsquadranten

West I I . Wetterschiffe . H.

7

. 1 B D " E , ' . A C i I J K M Wellenrichtung I NW NO SO SW . NW NO SO SW ! NW NO SO SW NW NO SO SW NW NO SO P SW Haufigkeit der

la 1.9

2.0

1.9

3,0 la 1.7

3.8

2.5 5.2 ,1.4

4.O0.1

-Sturmwellen in % , 1.

a.9 ,2-.4

4.2 0.8 0.6.

4.0

6.2 0.6

1.5

,5.3

(Rohe 5 in und mehr) 2.4 0.3

6.5,

1.2

1.4

0.6

-0.6

' , 4.1 0.6 0.3 3.2 Haufigkeit der -.

0.06 0.04

-.

0.06 0.18

0.16 0.12

0.44

a

0.30

,*. 0.12 -Orkanwellen in %

(Hobe 10 m und mehr)

0.10 . , 01.02 -. -0.02 -0.02 0.04 -,,...

-o.

1

i0.08 0.16 = 1

.,

0.36 -Alle Wetterschiffe zusammen Wellenrichtung NW NO SO. SW

Haufigkeit der Sturmwellen

in

%

-3.3,

-1.4

--0.9

246 !Haufigkeit'delT Orkanwellen in % 0.06 0.05 0.013 0.10 auf s t 3.6

(23)

-080 60 50 40 30 80 70 60 50 40 30 20 10 10 20 70 60 50 40 30 c? it

a

Ala

cz1Z , (1

Karte

der

Wetterschiffs-Stationen

i m

Nordatlantischen Ozean

a 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20

(24)

24

-WELLENHD7YIGKW,ITSDIAGRAMM

fur

alle 10 Wetterschiffe

(25)

---_-, 5 . 7 9

Welien-11

Per/00'e

13

In

sec.

15 -,---.,-_ ---/_ 17

-

---.-452 --=-1.'---r---ri);41---r---tt

-

Same °Ile Perioden 68.> . CD --i- CD 39 76 7 MAW I

126 We

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Leing e

264

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352 i . I I

I - I1 ,

2.5

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111111116.

-

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-

-7 14 -306.8

(26)

26

-WELL.WHiUFIGKEITSDIAGRAMIE

flir das ganze Jahr

ohne Aufteilung nadh 7e1lenrichtungen getrennt

(27)

t0

,.

o

u-,

'

w a _c Pc) C4 @ -,t .D,, 8'0 0'0001 8 80 e '6 9'/, 5141 UaLIQH apiaqn aLuLuns

C--.

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1.4 0

23.0 CP

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