Forschungsschiff Discovery und „Die Nacht der Monsterwellen“

Bild mit freundlicher Genehmigung von NOC

Bild mit freundlicher Genehmigung von NOC

Penny auf der RRS Discovery auf der Monsterwellen-Expedition im Jahr 2000. Bild mit freundlicher Genehmigung von NOC

Previous Next

In der Nacht des 8. Februar 2000 war die Besatzung des britischen Forschungsschiffs Royal Research Ship (RRS) Discovery auf einen Sturm vorbereitet.
Die Windgeschwindigkeiten hatten in der vergangenen Nacht zugenommen und Bedingungen geschaffen, wie sie niemand an Bord je erlebt hatte – oder je wieder erleben wollte.

Vom Nachmittag des 8. bis zum Vormittag des 9. erreichten die Wellen eine Höhe von über 20 m und erreichten sogar 29,1 m – das entspricht einem zehnstöckigen Gebäude – und erreichten gegen Mitternacht ihren Höhepunkt.

Selbst für 250 Kilometer westlich von Schottland, draußen im Nordatlantik, waren dies anormale Bedingungen.

Der Sturm hinterließ seine Spuren an dem Schiff, 25 Wissenschaftlern und 22 Marinesoldaten, die den hydrographischen Transekt der Ellett Line durchführten. Ein Innenfenster war zerbrochen, weil sich die Schiffsstruktur unter den enormen Kräften verbogen hatte. Ein Rettungsboot löste sich und Menschen wurden aus ihren Kojen geschleudert und erlitten Prellungen und sogar gebrochene Rippen.

Ohne die Bemühungen und Maßnahmen des Kapitäns und der Schiffsbesatzung hätte es noch schlimmer kommen können (und erst später erfuhren sie, dass sie auch beinahe mit einem Trawler kollidiert wären, was nur durch die Wachsamkeit der Besatzung verhindert werden konnte).

Doch auch in der Wissenschaft hinterließ der Sturm seine Spuren. Die aufgezeichneten Wellenhöhen erwiesen sich als die höchsten Wellen, die jemals von wissenschaftlichen Instrumenten im offenen Ozean registriert wurden.

Für die Meeresforschung ist dies wichtig.

NOC-Wissenschaftsleiterin, Professor Penny Holliday. Bild mit freundlicher Genehmigung von NOC

Es ist wichtig, die Höhe signifikanter Wellen zu kennen und zu verstehen. Aus offensichtlichen Gründen werden sie jedoch selten vor Ort gemessen – und sind schwer genau vorherzusagen.

An Bord der RRS Discovery befand sich in dieser dunklen Nacht die wissenschaftliche Leiterin des NOC, Professor Penny Holliday . Zu dieser Zeit arbeitete Penny an ihrer Doktorarbeit an der Universität Liverpool und war gleichzeitig am NOC in Southampton tätig.

„Es ist kaum zu glauben, dass diese Nacht schon 25 Jahre her ist“, sagt sie. „Es war ziemlich schrecklich. Die Wellen waren anders als alles, was ich je erlebt hatte.“
„Wir kletterten die Vorderseite einer Welle hoch, mussten dann den Motor abbremsen, um eine Überhitzung zu vermeiden, wenn die Propeller auf dem Wellenkamm aus dem Wasser kamen, und rasten dann in das nächste Wellental hinunter, in der Hoffnung, nicht noch weiter abzusinken.

„In dieser Nacht schlief niemand an Bord der Discovery. Die meisten von uns wurden kurzerhand aus ihren Kojen geworfen. Alles, was nicht niet- und nagelfest war, flog herum, während das Schiff wie ein Spielzeug in den Strudel geworfen wurde, der gegen Mitternacht seinen Höhepunkt erreichte.“

Damals war man allgemein davon überzeugt, dass es sich bei Wellen dieser Größenordnung um seltene Anomalien, sogenannte Monsterwellen, handelte.

„Aber die Daten, die wir in dieser Nacht sammelten, ließen darauf schließen, dass diese riesigen Wellen keine Ausnahme waren“, sagt Professor Holliday. „Sie waren Teil eines Sturmsystems, das regelmäßig Wellen von über 18 Metern Höhe erzeugte.“

„Wir fanden Hinweise darauf, dass dies durch einen Resonanzeffekt verursacht wurde, bei dem zwei ungewöhnliche Tage mit konstanten Westwinden die gleiche Geschwindigkeit wie die Wellen hatten und dazu beitrugen, sie zu immer höheren Gipfeln zu treiben.“

Königliches Forschungsschiff (RRS) Discovery. Bild mit freundlicher Genehmigung von NOC

Die in Geophysical Research Letters veröffentlichten Forschungsergebnisse dieser Nacht werfen Licht auf das Resonanzphänomen.
Aufgrund der hohen Windgeschwindigkeiten des Sturms, die der Geschwindigkeit der Wellen entsprachen, wurde dem System kontinuierlich Energie zugeführt.

„Es ist ein bisschen so, als würde man eine Schaukel genau im richtigen Moment anstoßen – jeder Stoß verleiht ihr mehr Höhe“, sagt Professor Holliday. „In diesem Fall kam der ‚Stoß‘ von den unerbittlichen Winden, die dem Ozean Energie zuführten und die Wellenhöhen auf beispiellose Höhen trieben.“

Diese Erkenntnis hatte Auswirkungen auf den Schiffsbau. Schiffe und Offshore-Plattformen sind typischerweise so konstruiert, dass sie Wellen von bis zu 15 m standhalten.
Die Erfahrungen – und Daten – der RRS Discovery am 8. Februar vor 25 Jahren zwangen dazu, diese Annahmen zu überdenken, insbesondere in Regionen wie Rockall, wo extreme Bedingungen häufiger vorkommen könnten als bisher angenommen.

Diese Daten gehören außerdem nach wie vor zu den detailliertesten direkten Messungen extremer Wellen, die jemals aufgezeichnet wurden.

Heute nutzen Ingenieure und Wissenschaftler moderne Modelle – darunter auch solche, die auf unserer Arbeit basieren –, um solche Ereignisse besser vorhersagen und sich darauf vorbereiten zu können. Doch wie diese Nacht bewies, können selbst die besten Modelle die enorme Kraft des Ozeans unterschätzen.

„25 Jahre später überrascht und fordert uns der Ozean immer noch heraus“, sagt Professor Holliday. „Da wir einer vom Klimawandel geprägten Zukunft entgegensehen, wird es immer wichtiger, extreme Wetter- und Meeresereignisse zu verstehen. Steigende Meerestemperaturen und veränderte Windmuster könnten zu häufigeren und intensiveren Stürmen führen, was unsere Arbeit zur Vorhersage und Abmilderung ihrer Auswirkungen umso dringlicher macht.“

*Die RRS Discovery dieser Expedition, der Vorgänger der heutigen RRS Discovery, wurde 1962 gebaut, 1992 umgerüstet und 2012 außer Dienst gestellt. Das Schiff wurde 2013 durch die aktuelle RRS Discovery ersetzt.

Quelle: NOC

Die Crew nach dem Sturm. Bild mit freundlicher Genehmigung von NOC