Die Küste, 72 (2007), 65-103
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0.5 H/h {U ~ 1) ist Voraussetzung für die Gültigkeit einfacher Boussinesq-Gleichungen (Ur-
SELL, 1953). Komar (1976) hat gegenüber URSELL den Gültigkeitsbereich linearer Theorie zu
U ~ 50 (U = 16 tt 2 /3) ausgedehnt. Fröhle et al. (2002) setzen die Grenze bei U = 13. Üblich
ist auch die Interpretation von U als Beziehung zwischen Wellensteilheit H/L und relativer
Wassertiefe h/L, U = —j~ j .
Tab. 1: Parameter h/L mit L = T\Jgh in km für zwei typische Tsunamiperioden
Wassertiefe
[m]
L
(10 Minuten)
h/L
(10 Minuten)
L
(30 Minuten)
h/L
(30 Minuten)
5000
132,9
0,0376
398,7
0,0137
2000
84,0
0,0238
252,1
0,0079
1000
59,4
0,0168
178,3
0,0046
500
42,0
0,0119
126,1
0,0040
200
26,6
0,0075
79,7
0,0025
100
18,8
0,0053
56,4
0,0018
50
13,3
0,0038
39,9
0,0013
20
10,3
0,0024
25,2
0,0008
10
5,9
0,0017
17,8
0,0006
0 5 H
Tab. 2: Urs eil Parameter
h
L 1
h 2
mit L = T ~\/gh für
zwei typische Werte für H und T
Wassertiefe
U
U
U
U
[m]
(10 m, 10 Min.)
(1 m, 10 Min.)
(10 m, 30 Min.)
(1 m, 30 Min.)
5000
0,7
0,1
6,4
0,6
2000
4,4
0,4
39,7
4,0
1000
17,7
1,8
158,9
15,9
500
70,6
7,1
635,7
63,6
200
441,5
44,1
3973,1
397,3
100
1765,8
176,3
15892,2
1589,2
Tab. 1 und 2 geben eine Abschätzung des Parameters h/L und des Ursell-Parameters für
Wellenhöhen von 10 m und 1 m bei typischen Perioden von 10 und 30 Minuten für lange
Wellen.
Für Tiefen geringer als 5000 m ist der Parameter h/L < 0,05. Wird nur dieser Parameter
betrachtet, sind Flachwasserwellen (linear, hydrostatisch) im gesamten Tiefenbereich eine ange
messene Darstellung. Der Ursell-Parameter gibt ein differenzierteres Bild. Danach können Tsu
nami in rotations- und reibungsfreier Theorie durch cnoidale Wellen (Boussinesq-Gleichungen)
beschrieben werden. Besonders der Grenzfall solitärer Wellen reproduziert als translative Welle
eine wichtige Tsunamieigenschaft. Dabei ist jedoch zu beachten, dass h/L in der Theorie wegen
L —> co gegen Null geht, während für Tsunami h/L mit h gegen Null geht. L nimmt dabei ab.
Für typische Schelftiefen (< 200 m) ist die hydrostatische Annahme gerechtfertigt.
Wie auch in Seegangsuntersuchungen verlieren die obigen analytischen Betrachtungen,
aber auch viele Modellsimulationen im Küstenbereich ihre Gültigkeit, sobald die Welle
bricht. Aber schon die Betrachtung eines Tsunami als einfache Welle mit gegebener, durch