Zur Charakteristik des Seeganges

Zusammenfassung

Die Schwierigkeiten, die sich einer ausreichend genauen Beschreibung des komplexen Seeganges entgegenstellen, liegen in der Natur der Meereswellen selbst. Sobald der Wind Wellen erzeugt, wird die den entstehenden Undulationen zugeführte Energie über ein mehr und mehr sich verbreiterndes Band von Partialwellen, d. h. über ein Spektrum von Wellenkomponenten, verteilt. Die Kenntnis der Energieverteilung im Spektrum des Seeganges ist also eine wesentliche Voraussetzung für eine rationelle Seegangscharakteristik und Seegangsvorhersage.

Die von Welle zu Welle wechselnden Höhen und „Perioden” sind die der Beobachtung direkt zugänglichen Größen im Seegang. Sie prägen das charakteristische Bild der scheinbaren Wellen, deren Eigenschaften in engem Zusammenhang mit dem Energiespektrum stehen. In der vorliegenden Arbeit wird erstmalig versucht, eine objektive Charakteristik des Seeganges aus seinem Spektrum abzuleiten. Für vollentwickelte See ist die Charakteristik der komplexen Struktur der Wellen in eine Wind- und Seeskala zusammengefaßt. Diese umfaßt die wichtigsten Angaben über die Dimensionen und die statistische Verteilung der Höhen, „Perioden” und „Wellenlängen” aufeinanderfolgender scheinbarer Wellenkämme bei verschiedenen Windstärken.

Summary

The difficulties of giving an adequate description of the properties of the composite sea are founded in the nature of the ocean waves themselves. As the wind generates waves, the total energy transferred to the growing undulations begins to spread out over a band of partial waves, the range of which extends more and more to longer wave components, as the sea approaches the fully arisen state. The spectrum of ocean waves is being formed, and the knowledge of the energy distribution in the wave spectrum is the basis of a rational description of the characteristics of the seaway, and of wave forecasting.

The heights and “periods” which change from “wave” to “wave” are the observable quantities in the composite sea. They form the characteristic pattern of the apparent waves whose properties are closely related to the energy spectrum. In the present paper a first attempt is made to derive the observable characteristics of the wind generated sea from its spectrum. For fully arisen sea, these characteristics are summarized in a wind and sea scale. This includes the most important information on the dimensions and the statistical distribution of the heights, “periods” and “wave lengths” of successive apparent wave crests at different wind velocities.

Résumé

Les difficultés à surmonter lorsqu'il s'agit de décrire les propriétés du mouvement ondulatoire de la mer proviennent de la nature même des vagues marines. Aussitôt que le vent forme des vagues, l'énergie transmise aux ondulations se répand sur une bande de vagues partielles qui s'élargit de plus en plus. Le spectre des vagues marines ainsi formé et la connaissance de la répartition de l'énergie dans le spectre des vagues sont à la base d'une description rationnelle des caractéristiques des mouvements de la mer et de la prévision des vagues.

La hauteur et la «période» différentes pour chaque vague sont les grandeurs directement observables de la mer en mouvement. Elles donnent l'image caractéristique des vagues apparentes dont les propriétés sont en étroite relation avec le spectre d'énergie. Pour la première fois on tente, dans cet article, de faire dériver de son spectre les caractéristiques observables de la mer mise en mouvement par le vent. Pour une mer complètement houleuse, la caractéristique de la structure complexe des vagues est représentée dans une échelle du vent et de la mer. Elle contient les indications les plus importantes quant aux dimensions et la répartition statistique des hauteurs des «périodes» et des «longueurs d'ondes» de crêtes apparentes de vagues successives par différentes vitesses du vent.