Windsee und Dünung

Die Windsee ist der Anteil des Seegangs, der unmittelbar vom Wind angetrieben wird. Wellen können anwachsen, solange ihre Phasengeschwindigkeit geringer ist als die Windgeschwindigkeit. Mit zunehmender Dauer des Windantriebs überlagern sich Wellen unterschiedlicher Höhe und Länge, die aufgrund der Dispersion unterschiedlich schnell wandern und deren Ausbreitungsrichtung sich in einem gewissen Sektor um die Windrichtung herum verteilt (Seegangsspektrum).

Wellen unterschiedlicher Länge und Richtung beeinflussen sich gegenseitig und tauschen dabei Energie aus. So wird ständig Energie vom Bereich des Windantriebs sowohl zu längeren als auch zu kürzeren Wellen transferiert. Die längeren und damit schnelleren Wellen können nicht weiter anwachsen, denn sie eilen dem Wind voraus und werden als Dünung bezeichnet. Die Dünung erfährt nur eine geringe Dämpfung. Sie kann daher weite Strecken über den Ozean zurücklegen und die Kunde eines nahenden Sturmes an ferne Küsten tragen. Am hochfrequenten Ende des Spektrums, also bei den sehr kurzen Wellen, geht Energie schließlich durch Wellenbrechen und innere Reibung (Dissipation) verloren.

Da Dünung und Dissipation der Windsee Energie entziehen, besitzt das Wellenwachstum eine natürliche obere Grenze. Zu einer gegebenen Windgeschwindigkeit, Wirkdauer bzw. Wirkstrecke (engl.: "fetch") gibt es daher eine maximal erreichbare signifikante Wellenhöhe – man spricht dann von ausgereifter Windsee.

Die Abbildung zeigt das Spektrum der Wellenenergie in einer typischen Sturmsituation. Bei einer anhaltenden Windstärke von 8 Beaufort aus Südwest hat sich eine ausgereifte Windsee mit einer signifikanten Wellenhöhe von knapp 7 Metern entwickelt. Die Wellenenergie konzentriert sich bei einer Periode von etwa 14 Sekunden und einer Ausbreitung nach Nordost. Der Bereich des Spektrums, der Energie direkt aus dem Wind bezieht, ist hier mit einer durchgezogenen Linie umrandet. Die längeren, langperiodischen Wellen außerhalb dieses Bereichs (gestrichelte Umrandung) sind der Dünung zuzuordnen, da sie dem Wind davonlaufen.

Siehe hierzu:

• Beaufort-Skala See
• Kreuzsee
• Seegang
• Seegangsspektrum
• Seegangsvorhersage
• Signifikante Wellenhöhe
• Wellenbewegung und Dispersion