Zusammenhang zwischen d. Windgeschwindigkeit u. d. Dimensionen d. Meereswellen etc.
i)
Hierzu kann eine Beobachtung des französischen Seeoffiziers Lieutenant
Paris dienen, dem wir auch die meisten andern vergleichbaren Angaben über
Wellendimensionen verdanken. Derselbe schreibt: 1 )
„.... So sahen wir im Osten des Kap der guten Hoffnung infolge
starker Weststürme, welche vier Tage hindurch mit auffallender Regel-
mäfsigkeit andauerten, die Höhe der Wellen nur von 6 auf 7 m steigen,
während die Länge derselben am ersten Tage 113 dagegen am vierten
235 m erreichte.“
Es sind also fünf beobachtete Gröfsen gegeben: zwei Wellenhöhen, zwei
Wellenlängen und die Zwischenzeit. Um hieraus die Unbekannten unserer
Formel (5) zu erhalten, müfsten wir, da D = oo zu setzen ist, noch kennen:
die Windgeschwindigkeit und die Zeit, welche von Beginn der Wcllonbildung
bis zu dem Moment der ersten Beobachtung verstrichen ist. Beide sind leider
nicht angegeben, und sind wir auf mehr oder weniger wahrscheinliche Ver
muthungen angewiesen. Was die Windgeschwindigkeit anlangt, so läfst der
Ausdruck „starke Weststürme“ mit grofser Wahrscheinlichkeit vermuthen, dafs
die Windstärke 9 oder 10 der Beaufort-Skala betragen habe, was nach der
von uns angenommenen Uebertragung (2) eine Windgeschwindigkeit von 20 bis
23 m per Sek. ergeben würde. Die Zeit des Anfangs der Wellenbildung bleibt
dagegen ganz unbestimmt und würde sich auch nicht angeben lassen, da der
Wind nicht mit voller Stärke einsetzt, sondern sich erst langsam zu dieser
erhebt. Den Seeraum haben wir, wie erwähnt, — oo zu setzen und wir runden
der Bequemlichkeit halber die Zwischenzeit von 4 Tagen auf 100 Stunden ab.
Wir machen nun zunächst eine Annahme über die Zeit ti des Beginns
der Wellenbildung und leiten aus den Gleichungen:
gm
hm
118“ =
i+f
U
fjm
235“ =
1+;
■100
1 + ;
100
die Werthe von h m , X m , sowie a und ß ab. Um dann die Werthe für a
und b zu erhalten, würden wir noch eine Annahme über die Gröfse von w m zu
machen haben, es ist aber weitaus rationeller, eine Annahme über a zu machen
und mit w a
den Werth von b abzuleiten, weil a als die kleinere Zahl
viel eher richtig abzuschätzen ist als w m . Diese Rechnung mufs unter ver
schiedenen Annahmen von ti so lange fortgesetzt werden, bis man Werthe für
die Konstanten erhält, die man als wahrscheinlich ansohen kann. Hierbei kann
als Kriterium dienen, dafs im freien Ocean bei voll ausgebildeten Wellen und
unbegrenztem Seeraum das Verhältnifs der Wellenhöhe zu der Wellenlänge
oder die Gröfse b:a zwischen 1:30 und 1:40 zu betragen scheint. 2 )
Entsprechend der oben als wahrscheinlich erkannten Windstärke 9 bis 10
Beaufort (20 bis 23 m per Sek.) nehmen wir a = £ an und erhalten nun bei
verschiedenen Annahmen für ti folgende Resultate.
Setzen wir ti = 100 h , so wird negativ, also ist diese Annahme
unmöglich.
Die Annahme tr = 50 h ergiebt h m = 7,637 m a — 13,636, A m = 510,7 m
/3 = 175,967, ferner mit a = |: w m = 22,9 m per Sek. und b = 22,3. Da aber
das Verhältnifs h m : A m = 1 : 66,9 ist, so ist auch diese Annahme zu verwerfen.
Setzt man ti = 20 h , so wird h m = 7,242 m « = 4,138, 2 m = 299,72 m
/3 = 33,048 und mit a = £:w m = 21,7 m per Sek. und b = 13,80. Wir ver
1) Revue maritime et coloniale Vol. XXXI, 1871, p. 123 f. — Citât nach Océanographie
II, S. 62 f.
*) Océanographie II, S. 49. In Betracht kommen die Passatgebiete und das Westpacifische
Meer, welches dem NE-Passat angehört, weil man hier t = oo zu setzen hat. Die Werthe für
hu, : >. m sind resp. 1:35,2, : 35,3, : 33,0. Die Zusammenstellung auf S. 74 ist nicht maßgebend, weil
dieselbe nach einem ganz anderen Gesichtspunkte aufgestellt worden ist und in den Mittehverthen
Beobachtungen aus allen Meeresgebieten vereinigt worden sind, ohne auf die Zeitdauer der Wind
wirkung Rücksicht zu nehmen.