Zusammenhang zwischen d. Windgeschwindigkeit u. d. Dimensionen d. Meereswellen etc. 3
dass sie sich asymptotisch einem Grenz wert ho nähern,
genügen die Ausdrücke:
(3)
X
2-m
Dieser Bedingung
denn für t = 0 werden h —0 und /1 = 0 und für t = oo, wird h = h m und
A = /t m und das Wachsen von h und X ist offenbar anfangs sehr viel rascher
als später. In Formel (3) bezeichnen h m UDd X m die Maximal-Höhe und -Länge,
welche die Wellen der Windgeschwindigkeit entsprechend erreichen können,
h und X die Dimensionen, welche beobachtet werden, nachdem der Wind
t Stunden hindurch mit gleicher Stärke geweht hat, während a und ß zwei
Konstanten sind, welche ausdrücken, in welchem Verhältnifs das Wachsthum
der Wellen mit der Zeit vor sich geht.
In welcher Weise die Maximalwerthe h m und X m von der Geschwindigkeit
des Windes abhängen, ist bislang Sache der Hypothese, und wollen wir in
Ermangelung besserer Kenntniss annehmen, dafs:
h m~ aw ra mld K, “ b w m
worin a und b konstante, noch näher zu bestimmende Grössen sind.
Die Beobachtungen lassen sich nur dann gut darstellen, wenn der Exponent
r = I ist, und wir schreiben daher die Formeln (3) wie folgt:
(4)
1 + t
b Wffl
Wie schon eingangs erwähnt wurde, wird aber die Entwickelung der
Wellen aufser durch die Zeit auch noch durch andere Umstände beeinflufst;
dies sind besonders der Seeraum oder der Raum, welchen die Wellen zu ihrer
Entwickelung vorfinden, oder die Ausdehnung des Bassins, in welchem sie ent
stehen, und in seichten Gewässern die Tiefe des Wassers. Was zunächst den
Einfluss der Wassertiefe auf die Dimensionen der Wellen betrifft, so gelten
nach Airy 1 ) hierfür folgende Regeln: die Länge der Welle ist der Quadrat
wurzel aus der Wassertiefe direkt proportional und die Höhe der Welle ist
umgekehrt proportional der Quadratwurzel aus der Länge oder der vierten
Wurzel aus der Wassertiefe. Diese Regeln gelten so lauge, als die Länge der Welle
gröfser ist als die Wassertiefe, der Einflufs der letzteren verschwindet, sobald
die Tiefe gleich oder gröfser ist als die Wellenlänge. In flachen Gewässern,
wie die Nord- und Ostsee, wird man auf diese Regeln Rücksicht zu nehmen
haben, im Ocean, dessen Wellen uns zunächst interessiren, ist die Wassertiefe
im Vergleich zur Wellenlänge so grofs, dafs der Einflufs der ersteren ganz ver
schwindet, wir werden daher im Folgenden von der Tiefe des Wassers ganz
absehen.
Bezüglich des Einflusses des Seeraums haben wir zweierlei zu unter
scheiden: 1. Wenn der Wind vom Lande aus auf eine unbegrenzte Wasser
fläche Übertritt, so wachsen die Wellen vom Ufer ausgehend nach See zu in
Höhe und Länge, bis sie in einem gewissen Abstande vom Ufer die der Wind
stärke und den anderen Umständen entsprechenden Maximaldimensionen an
genommen haben. Es liegen keine Beobachtungen vor, aus denen hervorgeht,
in welcher Entfernung vom Ufer etwa die Wellen ihr Maximum erreichen, doch
erscheint es höchst wahrscheinlich, dafs dies, bei genügend langer Dauer des
t) Tides and waves Art. 247. — Da die Wassertiefe k erst anfängt, Einflufs zu ge
winnen, wenn die Wellenlänge ihr gleich ist, so haben wir die für tiefes Wasser geltende Welleu-
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länge mit j/-y und die Wellenhöhe mit ^ zu multiplicireD, um die Länge und Höhe der Wellen
auf der Tiefe k zu erhalten, oder es ist X' — X y A — f k /. und h' = h j/ ^ ,
nach Formel (5) gefundenen Werthe bedeuten.
wenn X und h die
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