Seegangsspektrum

In der Natur stellt der Seegang eine oft irreguläre Überlagerung vieler Einzelwellen dar. Da es unmöglich ist, den Lebenslauf jeder einzelnen Welle zu verfolgen oder gar vorherzusagen, hat sich eine statistische Betrachtungsweise durchgesetzt. Mit jeder Auslenkung der Meeresoberfläche ist eine Erhöhung der potentiellen Energie des Seegangs verbunden. Durch Summation über alle Wellen lässt sich also die Gesamtenergie des Seegangs in einem Seegebiet und innerhalb eines Zeitintervalls bestimmen. Von besonderem Interesse ist jedoch die Abhängigkeit dieser Energie von der Länge (bzw. Periode oder Frequenz) und der Ausbreitungsrichtung der Wellen. Die 2-dimensionale, spektrale Energieverteilung wird als Frequenz-Richtungs-Seegangsspektrum bezeichnet.

Aus dem Spektrum lassen sich andere kennzeichnende Größen, wie die signifikante Wellenhöhe, die mittlere Wellenrichtung oder die mittlere Wellenlänge, ableiten. Seegangsspektren sind die prognostischen Variablen numerischer Vorhersagemodelle.

Die Abbildung zeigt schematisch ein windgetriebenes 2-dimensionales Seegangsspektrum. Im linken Bild sind die Linien gleicher Wellenenergie in einem Polardiagramm dargestellt. An den gestrichelten Kreisen um den Mittelpunkt sind die Perioden der Wellen abzulesen und der Winkel im Diagramm bezeichnet deren Laufrichtung. In diesem idealisierten Fall besitzt die Windsee ein Energiemaximum („Peak“) bei 10 Sekunden und einer Laufrichtung von 120 Grad. Es treten jedoch auch längere und kürzere Wellenperioden innerhalb einer bestimmten Bandbreite von Laufrichtungen auf. Im rechten Bild ist die gleiche Energieverteilung als 3-dimensionales „Gebirge“ veranschaulicht.

Siehe hierzu:

• Kreuzsee
• Numerische Wettervorhersage
• Seegang
• Seegangsvorhersage
• Signifikante Wellenhöhe
• Wellenbewegung und Dispersion
• Windsee und Dünung