Ann. d. Hydr. ete., XXXI. Jahrg. (1903), Heft VII.

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4.

Meereswellen- Beobachtungen,
Von Geh. Admiralitätsrat Rottok.

Das Studium der Meereswellen ist nicht nur von Interesse für die Wissenschaft,
 sondern auch von hoher praktischer Bedeutung für die Schiffahrt und
den Schiffbau. Zur Beurteilung des Verhaltens des Schiffes im Seegang ist
außer der Kenntnis der. Schiffsbewegungen auch die der Wasserbewegungen,
denen das Schiff ausgesetzt ist, erforderlich. Durch umfangreiche Untersuchungen
 sind freilich gewisse Gesetze über die Wellenbewegung der Wassermassen
 aufgestellt worden, indessen. sind diese Gesetze, die meist auf theoretische
Betrachtungen und Versuche im Arbeitsraum gegründet sind, wie zu erwarten,
lückenhaft und bedürfen der Prüfung und des Ausbaues durch Beobachtungen
auf dem Meere. . Auch genügen sie nicht, um die Beziehungen zwischem dem
Zustande der See und dem Verhalten des Schiffes zu ermitteln; hierzu bedarf
es der Feststellung der tatsächlichen Verhältnisse durch unmittelbare und gleichzeitige
 Beobachtungen der Schiffs- und Meeresbewegungen.
Solche Beobachtungen anzuregen und zu erleichtern durch Angabe, von
Beobachtungsverfahren und eine zum besseren Verständnis dienende Übersicht
 über die Gesetze der Wellenbewegungen und die bisherigen Erfahrungen,
soll, einem in unseren Schiffbaukreisen lautgewordenen Wunsche entsprechend,
der Zweck dieser Zeilen sein, ohne den Anspruch zu erheben, neue Lehren
zu bringen.

Wellengesetze.
Die Erscheinung der Wellenbewegung, die wir hier zu behandeln haben,
kommt bekanntlich dadurch zu stande, daß, wenn das Niveau einer in Ruhe
befindlichen Wassermasse durch eine auf sie einwirkende Kraft gestört wird,
die aus ihrer Ruhelage gebrachten Wasserteilchen eine schwingende Bewegung
annehmen, d, h. mit gleichförmiger Geschwindigkeit kreisförmige oder elliptische
Bahnen beschreiben, und diese Bewegung sich auf die benachbarten Wasserteilchen
 fortpflanzt, der Art, daß jedes folgende Teilchen die gleiche Bahn
beschreibt, seinen Weg aber später beginnt als das vorhergehende. Unter
diesen Bewegungen der Wasserteilchen nimmt das vorher horizontale Niveau
eine wellenförmige Gestalt an und bleibt in ununterbrochener und stetig fortschreitender
 Bewegung, solange nicht andere Kräfte ihr entgegenwirken und sie
aufheben. Eine Versetzung der Wassermassen von Ort zu Ort ist jedoch mit
der Wellenbewegung nicht verbunden, sondern lediglich eine periodische Veränderung
 und Fortpflanzung der Form.
. Die oszillierende Bewegung der Wasserteilchen pflanzt sich auch nach
der Tiefe hin fort, der Art, daß senkrecht untereinander gelegene Wasserteilchen
sich in derselben Schwingungsphase befinden; jedoch nimmt der Durchmesser
der Kreisbahnen — der gleich‘ der Wellenhöhe ist —, in.denen sich die Teilchen
bewegen, und somit auch die Geschwindigkeit ihrer Bewegung mit der Tiefe
schnell ab. Nach Rankine sind in einer Tiefe von !/s, %/9, 5/9, */s u. 8. f. der
Wellenlänge unter dem mittleren Wasserspiegel die Bahndurchmesser nur '%,
U4, Us, he u. 8. f. desjenigen an der Oberfläche. .
Das Wellenprofil bildet eine Trochoide d. i. eine Kurve, die von einem
Punkt einer Radspeiche beschrieben wird, wenn das Rad an einer horizontalen
Ebene entlang in gerader Richtung fortrollt. Sie ist verwandt mit der Zykloide, die
pin Punkt des Radreifens beschreibt, und unterscheidet sich von dieser durch
die abgerundete Form ihrer Kuppe, die bei der Zykloide in eine scharfe Spitze
ausläuft.
Der über den mittleren horizontalen Wasserspiegel sich erhebende Teil der
Welle wird Wellenberg genannt, der unterhalb des horizontalen Wasserspiegels
 liegende Teil das Wellental; der höchste Punkt des ersteren die
Wellenspitze oder der Wellenkamm, der tiefste Punkt des Wellentals die
Talsohle. Der horizontale Abstand von Wellenkamm zu Wellenkamm ist die
Wellenlänge, der senkrechte Abstand des tiefsten und höchsten Punktes der
Welle, von der Talsohle zum Wellenkamm: die Wellenhöhe. Unter Wellen-Ann.
 d, Hydr. etc, 1903, Heft YIIL