Wie Wellen entstehen – vom offenen Meer bis zum Strand

Ob spiegelglatt oder große Wellen, das Meer fasziniert die Menschen seit Jahrhunderten. Doch wie entstehen diese beeindruckenden Wassermassen im Meer? In diesem Artikel erkunden wir die Einflüsse hinter der Wellenbildung und verraten, wie Wind, Wasser und Unterwasserlandschaften zusammenwirken, um die perfekten Wellen für Surfer zu schaffen. Von den Tiefen des Ozeans bis zu den Küsten. Mit diesem Artikel bist du bestens informiert, wie die Wellen, die du surfst, entstehen. Oder du weißt Bescheid, falls dich jemand fragt: Wie entstehen eigentlich Wellen?

Der Wind bei der Wellenentstehung

Wellen werden hauptsächlich durch die Einwirkung von Wind auf die Wasseroberfläche verursacht. Das wiederum kann u. a. bei Druckunterschieden und Luftverwirbelungen der Fall sein. In beiden Fällen wird die Energie des Windes auf das Wasser übertragen, wodurch die Wasserteilchen beginnen, in Kreisbahnen zu schwingen. Diese Bewegung verursacht nicht nur Wellen an der Oberfläche, sondern beeinflusst auch das Wasser in der Tiefe. Der Prozess der Wellenbildung hängt von der Windgeschwindigkeit, der Winddauer sowie der Wasseroberfläche, über die der Wind streicht, ab. Je stärker und länger der Wind auf eine große Wasserfläche weht, desto größer und sauberer werden die Wellen – ideale Bedingungen zum Surfen. 

Visualization, wie Wind Wellen formt welche in Küstennähe brechen.
Aus der folgenden Tabelle (Beaufort-Skala) kannst du entnehmen, bei welcher Windstärke, welche Wellengröße (in Meter) in etwa zu erwarten sind. Da die Einheit der Windgeschwindigkeit sowohl von der eigenen Präferenz als auch von der länderspezifische Einheit abhängt, wird sie in verschiedenen Einheiten angegeben: Meter pro Sekunde (m/s), Kilometer pro Stunde (km/h), Meilen pro Stunde (mph) und Knoten (kn).

Beschreibung des Zustandes des offenen Meeres nach Windstärke

In der folgenden Tabelle sind die visuellen Anhaltspunkte für die verschiedenen Windstärken auf hoher See beschrieben. So bekommst du eine bessere Vorstellung davon, wie das Meer bei den entsprechenden Windstärken aussieht.

Windstärke (Bft) Bezeichnung der Windstärke visuelle Anhaltspunkte im offenen Meer
0 windstille spiegelglatte See
1 leiser Zug leichte Kräuselwellen
2 leichte Brise kleine, kurze Wellen
3 schwache Brise kleine und kurze Wellen, Schaumbildung beginnt
4 mäßige Brise kleine, länger werdende Wellen mit recht regelmäßige Schaumköpfe
5 frischer Wind mäßige Wellen in länger Form mit stark ausgeprägter Schaumköpfe Bildung von Gischt möglich
6 starker Wind größere Wellen mit brechenden Köpfen und überall weiße Schaumflecken
7 steifer Wind weißer Schaum, verurursacht von brechenden Wellenköpfe, wird in Richtung des Windes geweht (Schaumstreifen)
8 stürmischer Wind hohe Wellenberge, überall Schaumstreifen
9 Sturm hohe Wellen mit verwehter Gischt, Brecher beginnen zu entstehen
10 schwerer Sturm sehr hohe Wellen (schwere Brecher) entstehen, Sicht ist eingeschränkt
11 orkanartiger Sturm Wasser wird waagerecht weggeweht, starker Sichtverminderung bei tobender See
12 Orkan See vollkommen weiß, die Luft ist voller Schaum und Gischt, keine Sicht mehr

Topographische und geologische Einflüsse auf die Wellenbildung

Die Beschaffenheit des Meeresbodens und der Küste spielen eine entscheidende Rolle bei der Formung der Wellen. Flache Untergründe oder plötzliche Veränderungen in der Tiefe (bspw. Sandbänke und Riffe) können dazu führen, dass Wellen brechen. Das wohl bekannteste Beispiel für Wellen mit einzigartigem geologischem Einfluss befindet sich in Nazaré. Das kleine Fischerdorf in Portugal ist weltberühmt für seine einzigartigen Wellen. Ein unter Wasser gelegener Canyon leitet die Wellen auf eine Kontinentalplatte. Die Platte fungiert als eine Art Rampe und erzeugt die höchsten Wellen der Welt. Der Canyon ist etwa 5 km tief und 230 km lang und wird immer enger, je näher er dem Ufer kommt: Die Kraft der Welle komprimiert sich allmählich, bis sie schließlich in Küstennähe bricht. Ein Wasserkanal am Ufer drückt zusätzliches Wasser in Richtung des Canyons und liefert so mehr Wasser für den Aufbau der gigantischen Welle.

Als Faustregel gilt: Je abrupter die Tiefe des Wasserstandes vermindert wird, desto steiler und heftiger brechen die Wellen (bspw. durch Riffe). Im Gegensatz zu weniger plötzlichen Änderungen der Wassertiefe durch flache Sandbänke bricht die Welle umso sanfter.

Weitere faszinierende Wellenphänomene

Neben den klassischen Wellen im Meer beim Wellenreiten und stehenden Wellen beim Rapid Surfing gibt es eine Vielzahl weitere beeindruckender Wellenphänomene, die durch außergewöhnliche Naturereignisse verursacht werden. Diese speziellen Wellentypen zeichnen sich durch ihre Entstehungsursachen und ihre oft verheerenden Auswirkungen aus.

  • Kaventsmänner (Riesenwellen): Hierbei handelt es sich um extrem große Wellen, die plötzlich und unerwartet mitten auf dem Meer auftreten können. Sie sind berüchtigt für ihre Größe und Kraft und stellen eine ernsthafte Gefahr für Schiffe und Offshore-Strukturen (Gebäude auf offener See) dar. Riesenwellen (auch Monsterwellen oder Freak Waves) entstehen durch die Überlappung mehrerer Wellensysteme, wodurch sich ihre Energien addieren und außergewöhnlich hohe Wellenberge formen. Das Logbuch der MS Bremen unter der Führung des erfahrenen Kapitäns Heinz Aye beschreibt eine 35 Meter hohe Monsterwelle, die auf den Stahlrumpf des Kreuzfahrtschiffes krachte und es fast in der antarktischen See versenkte.
  • Tsunamis: Das Wort „Tsunami“ stammt aus dem Japanischen und bedeutet so viel wie: große Welle im Hafen. Tsunamis sind eines der bekanntesten und zerstörerischsten Wellenphänomene. Sie werden meist durch Unterwassererdbeben, Vulkanausbrüche oder Erdrutsche ausgelöst und haben ein immens höheres Energie- und damit Zerstörungspotenzial als herkömmliche Wellen. Im Gegensatz zu normalen Meereswellen, die durch Wind erzeugt werden, handelt es sich bei Tsunamis um riesige Wellenmassen, die sich ringförmig mit hoher Geschwindigkeit über große Distanzen ausbreiten. Wenn sie die Küste erreichen, richten sie katastrophale Schäden an, wie z. B. der Tsunami, der durch ein Unterseebeben im Indischen Ozean verursacht wurde und im Jahr 2004 über 400.000 Menschenleben forderte.
  • Erdrutschwellen: Erdrutschwellen entstehen, wenn große Mengen Erde oder Gestein ins Wasser fallen, zum Beispiel an Steilküsten oder in Stauseen. Durch das plötzliche Untertauchen dieser Massen verdrängt sich das Wasser und es entstehen große Wellen, die sich schnell ausbreiten und erhebliche Zerstörungen anrichten können.
    Eisbergwellen: In Regionen, in denen große Eismassen in Ozeane oder Seen kalben, können die einstürzenden Eisberge große Wellen erzeugen. Diese Wellen sind vor allem in der Arktis und Antarktis zu beobachten, aber auch in Patagonien, wo das Abschmelzen der Gletscher zunehmend zu solchen Phänomenen führt.
  • Eisbergwellen: In Regionen, in denen große Eismassen in Ozeane oder Seen kalben, können die einstürzenden Eisberge große Wellen erzeugen. Diese Wellen sind vor allem in der Arktis und Antarktis zu beobachten, aber auch in Patagonien, wo das Abschmelzen der Gletscher zunehmend zu solchen Phänomenen führt.
  • Meteoritenwellen: Selten, aber mit verheerendem Potenzial, sind Wellen, die durch den Einschlag eines Meteoriten im Ozean verursacht werden. Die Energie des Aufpralls erzeugt eine massive Verdrängung des Wassers, was zu extrem hohen Wellen führt, die sich vom Einschlagsort radial ausbreiten Meteoritwellen breiten sich wie die Wellen von Tsunamis ringförmig aus Die Höhe der Welle ist abhängig von der Größe und Geschwindigkeit des Meteorit.

Diese außergewöhnlichen Wellenphänomene zeigen, wie vielfältig Wellen sein können und erinnern uns auch an die mächtigen Kräfte der Natur, die sowohl faszinierend als auch zerstörerisch sein können.

Der Einfluss der Gezeiten auf die Wellen

Gravitaion und Gezeiten

Die Gezeiten (Ebbe, Flut, King- und Spring Tide) sind ein direktes Ergebnis der gravitativen Wechselwirkungen zwischen Erde, Mond und auch der Sonne. Die Schwerkraft des Mondes zieht das Wasser der Erde an, was zu einer sichtbaren Ausbuchtung auf der dem Mond zugewandten Seite führt, die wir als Flut kennen. Gleichzeitig entsteht auf der gegenüberliegenden Seite der Erde eine zweite Flutwelle durch die Zentrifugalkraft, die durch die gemeinsame Rotation von Erde und Mond um einen gemeinsamen Schwerpunkt entsteht. Diese dynamische Balance zwischen Anziehung- und Zentrifugalkraft führt zu regelmäßiger Ebbe und Flut, die an den Küsten der Welt zu beobachten sind.

Gezeitenzyklen

Die Gezeitenzyklen unterliegen sowohl täglichen als auch monatlichen Schwankungen. In den meisten Küstenregionen gibt es täglich zweimal täglich Ebbe und Flut. Diese Zyklen sind besonders ausgeprägt bei Neu- und Vollmond, den sogenannten Springfluten, wenn Sonne, Mond und Erde in einer Linie stehen. Die kombinierte Anziehungskraft und Zentrifugalkraft von Sonne und Mond führt zu höheren und niedrigeren Gezeiten. Wenn du mehr über die Gezeiten erfahren möchten, kannst du dieses Video über die Entstehung von Gezeiten ansehen.

Auswirkungen auf Wellen

Die direkten Auswirkungen der Gezeiten auf die Wellen hauptsächlich in Küstennähe bemerkbar, wo die zunehmende und abnehmende Wassertiefe das Wellenmuster maßgeblich beeinflusst. Bei Flut, wenn das Wasser tiefer ist, können die Wellen weiter und mit größerer Energie in Richtung Küste reisen. Bei Ebbe hingegen treffen Wellen oft auf Sandbänke oder Riffe, wodurch die Wellen brechen. Die indirekten Auswirkungen umfassen Veränderungen der Strömungsmuster, die durch die Gezeiten verursacht werden. Diese Strömungen können die Entstehung von Windwellen beeinflussen, indem sie diese entweder verstärkend wirken oder die Welle brechen, bevor sie ihr volles Potenzial erreicht.

Wellen zum Surfen – worauf kommt es an?

Die meisten Shred Heads, Charger und Surfbegeisterte bevorzugen saubere oder glatte und kraftvolle Wellen. Je weniger unruhig und kraftvoller sie sind, desto einfacher lassen sich, Turns, Aerials und andere Manöver fahren. Für kraftvolle Wellen ist es notwendig, dass diese bereits weit draußen auf dem Ozean, bei lang anhaltendem, großflächigem Wind entstehen. So entstehen Dünnungswellen (Ground Swell), welche über einen längeren Zeitraum entstanden und so geordneter sind So haben diese Wellen mehr Kraft und brechen gleichmäßiger.
Je nach Surfspot kommt es auch auf den Wasserstand an; Viele Surfspots funktionieren aufgrund ihrer geologischen Lage oder ihres Untergrundes nur bei bestimmten Gezeiten oder besonders gut. Möchtest du herausfinden, zu welcher Zeit ein bestimmter Surfsport am besten funktioniert, sprich am besten mit den Locals oder beobachten die Wellen zu verschiedenen Gezeiten, um die besten Wellenbedingungen zu ergattern.

Sollten dir die Wellen im Line-up mal zu groß sein, hilft dir vielleicht folgendes Zitat, um mental ruhig und konzentriert zu bleiben und die Herausforderung zu meistern:

"Waves are not measured in feet and inches; they're measured in increments of fear”

Wann hört eine Welle auf zu wachsen?

Das Wachstum einer Welle wird in erster Linie durch den Wind angeheizt. Solange der Wind stark bläst, überträgt er Energie auf das Wasser, wodurch die Welle an Größe zunimmt. Es gibt jedoch eine Grenze, wie groß eine Welle wachsen kann, die von mehreren Faktoren bestimmt wird. Zum einen spielt die Stärke des Windes eine entscheidende Rolle. Das Wachstum einer Welle wird nur so lange weitergehen, wie der Wind genügend Energie liefert. Wenn die Kraft des Windes abnimmt, nimmt die Energie der Welle nicht mehr zu und ihr Wachstum hört auf. Zweitens ist die Stabilität einer Welle ein entscheidender Faktor. Wenn eine Welle in die Höhe wächst, wird sie auch steiler. Eine Welle kann nur eine gewisse Steilheit aufrechterhalten, bevor sie instabil wird. Wenn diese kritische Steilheit überschritten wird, kann die Welle ihre Form nicht mehr halten und beginnt zu brechen. Dieses Brechen kann entweder zurück auf die Wasseroberfläche erfolgen, wo die Welle unter ihrem eigenen Gewicht und der Schwerkraft zusammenbricht, oder auf ein Ufer, wo der flache Meeresboden die Form der Welle verändert, wodurch sie überschwappt und abstürzt. Darüber hinaus beeinflusst die Tiefe des Wassers, in dem sich eine Welle bewegt, ihr Wachstum. In tieferem Wasser können die Wellen größer werden, da es weniger Reibung zwischen dem Wasser und dem Meeresboden gibt. Wenn sich die Wellen in flachere Gewässer bewegen, wird der untere Teil der Welle durch den Meeresboden verlangsamt, wodurch die Welle höher steigt und mit größerer Wahrscheinlichkeit bricht. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Welle aufhört zu wachsen, wenn sie nicht mehr genügend Energie vom Wind erhält, zu steil und instabil wird oder in flaches Wasser eintritt, was ihre Basis stört und sie zum Brechen bringt. Das Verständnis dieser Faktoren ist entscheidend für die Vorhersage des Verhaltens von Wellen und das Management von Aktivitäten im Zusammenhang mit dem Meer und der Küste.