Beitrag von Ina Teutsch, Abteilung Küstenklima
Wir haben in Wellenmessungen aus der südlichen Nordsee nach Extremwellen gesucht. Das sind solche, die mindestens doppelt so hoch sind wie die höchsten Wellen in ihrer Umgebung. Man könnte annehmen, dass Extremwellen äußerst selten sind. Wir haben jedoch festgestellt, dass sie sich mit bereits bekannten statistischen Verteilungen beschreiben lassen.
Die Studie hat ergeben, dass Extremwellen nicht notwendigerweise die Folge von Stürmen sind, sondern zu jeder Jahreszeit auftreten können. Die Wellen wurden von Messbojen und Radargeräten gemessen. Die Radare haben dabei mehr Extremwellen identifiziert als die Bojen. Ob das am Messgerät oder an der untersuchten Region in der Nordsee liegt, muss noch untersucht werden.
Noch konnten wir keinen Bereich in der Nordsee identifizieren, in dem besonders viele Extremwellen auftreten. Obwohl wir festgestellt haben, dass die Wellenhöhen in der Nähe von Extremwellen leicht anders verteilt sind als sonst, können wir basierend auf der Verteilung der Wellenhöhen Extremwellen bisher nicht zuverlässig vorhersagen.
Teutsch, I., Weisse, R., Moeller, J., & Krueger, O. (2020): A statistical analysis of rogue waves in the southern North Sea. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 20, 2665–2680, doi:10.5194/nhess-20-2665-2020
Abstract:
A new wave data set from the southern North Sea covering the period 2011–2016 and composed of wave buoy and radar measurements sampling the sea surface height at frequencies between 1.28 and 4 Hz was quality controlled and scanned for the presence of rogue waves. Here, rogue waves refer to waves whose height exceeds twice the significant wave height. Rogue wave frequencies were analyzed and compared to Rayleigh and Forristall distributions, and spatial, seasonal, and long-term variability was assessed. Rogue wave frequency appeared to be relatively constant over the course of the year and uncorrelated among the different measurement sites. While data from buoys basically correspond with expectations from the Forristall distribution, radar measurement showed some deviations in the upper tail pointing towards higher rogue wave frequencies. The amount of data available in the upper tail is, however, still too limited to allow a robust assessment. Some indications were found that the distribution of waves in samples with and without rogue waves was different in a statistical sense. However, differences were small and deemed not to be relevant as attempts to use them as a criterion for rogue wave detection were not successful in Monte Carlo experiments based on the available data.