Kein Seemannsgarn: Tsunamis an der Nordseeküste

31.08.2017

Sie kommen praktisch aus dem Nichts, betreffen weite Küstenabschnitte und hinterlassen eine Spur der Verwüstung: Tsunamis. Vielen ist nicht bewusst, dass auch hier bei uns an den Küsten der Nord- und Ostsee sogenannte „Meteo-Tsunamis“ auftreten können. Küstenbewohner und erfahrene Seeleute nennen sie „Seebären“. Lange galten sie als Seemannsgarn – bis Messsysteme sie erstmals erfassen konnten. Zusammen mit meinen Kolleginnen und Kollegen am Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit arbeite ich daran, sie rechtzeitig vorherzusagen und Küsten und ihre Bewohner zu schützen.

Mit Hilfe mathematischer Methoden auf sich anpassenden Gittern werden Wellenberechnungen genau und effizient auf Computern simuliert. Hier dargestellt ist eine Schwerewelle mit gerader Wellenfront in einem Kanal.

Erste Hinweise geben historische Berichte. So überspülte am 5. Juni 1858 eine mehr als fünf Meter hohe Welle völlig überraschend die Küste der Nordsee von Sylt bis hoch zum Limfjord in Dänemark. Doch selbst nachdem Pegelstände regelmäßig erfasst wurden, blieb es oft bei mündlichen Berichten. Die Welle entging den Messgeräten schlichtweg, da Pegelstände gewöhnlich in zu großen zeitlichen Abständen erfasst wurden. Die einmalig erhöhten Pegel wurden als Messfehler verworfen und erst mit den heutigen Systemen, die in Abständen von unter einer Minute den Pegelstand erfassen, lässt sich das Phänomen regelmäßiger beobachten.

Zum Beispiel erfasste eine solche Riesenwelle im vergangenen Jahr auf Sylt nachts Dutzende Strandkörbe und zog sie in Richtung Meer mit sich. Im Mai dieses Jahres traf eine rund 2,5 Meter hohe Welle die Küste der Niederlande und überschwemmte den Strand. Und das ohne Vorwarnung: Es wurde kein Seebeben registriert, das die häufigste Ursache von Tsunamis ist. Stattdessen wird vermutet, dass die Wellen durch eine bestimmte Kombination meteorologischer Faktoren ausgelöst werden: Tritt ein starkes Hoch- oder Tiefdruckgebiet auf, wirkt sich das auf den Ozean aus. Bei einem Hoch erhöht sich der Luftdruck auf die Oberfläche, das Wasser wird nach unten verdrängt und eine Welle entsteht; bei einem Tief dagegen wird das Wasser nach oben gesogen. In aller Regel bleiben solche Veränderungen an der Küste jedoch völlig unbemerkt und der Wasserstand gleicht sich von selbst wieder aus.

Damit sich ein Meteo-Tsunami entwickelt, müssen sich Hoch– oder Tiefdruckgebiete fortbewegen und zwar möglichst exakt in der Geschwindigkeit, in der sich die Welle ausbreitet. Stimmen die Geschwindigkeiten überein, kommt es zu einer Resonanz – die Wasserbewegung schaukelt sich gewissermaßen auf und wird verstärkt. So entsteht eine sogenannte Schwerewelle, die sich nach dem Abklingen des Hochs oder Tiefs weiter ausbreitet. Eine Rolle spielt auch die Wassertiefe, denn Meteo-Tsunamis treten vor allem in flachen Abschnitten auf.

Um das Phänomen zu verstehen und vorhersagen zu können, arbeiten wir mit mathematischen Modellen. Dafür benötigen wir Meeresspiegelmessungen, vor allem aber meteorologische Daten wie Luftdruck oder Windgeschwindigkeiten. Viele dieser Daten werden heute sehr exakt erfasst, manche allerdings noch nicht in der nötigen zeitlichen Dichte. So hoffen wir, „Seebären“ vorhersagbar machen zu können. Denn auch wenn Meteo-Tsunamis relativ selten auftreten und meist geringere Wellenhöhen erreichen als „normale“ Tsunamis, können sie gefährlich werden. Gerade in engen Buchten türmen sich die Wellen steil auf. Außerdem ziehen sie sich im Gegensatz zu normalen Wellen nicht schnell zurück, sondern strömen lange nach, ehe sie ins Meer zurückfließen. Eine bessere Vorhersage kann helfen, Strandbesucherinnen und -besucher rechtzeitig zu warnen und Schäden an der Küste zu vermeiden.

Dieser Beitrag ist zuerst auf der Seite des Wissenschaftsjahres 2016*17 – Meere und Ozeane erschienen.