- Schwerewelle
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Der Begriff Schwerewellen wird in der Ozeanologie und Meteorologie für Wellen verwendet, für deren Ausbreitung die Erdschwerkraft die dominierende Größe darstellt.
Schwerewellen südlich der Straße von Messina
In der Ozeanologie bezeichnen sie somit Wasserwellen, die als Oberflächenwellen von den Kapillarwellen zu unterscheiden sind. Während sich die Längen von Schwerewellen bis in den km-Bereich erstrecken können, sind die Längen der hauptsächlich unter der Wirkung der Oberflächenspannung stehenden Kapillarwellen nur bis zu einer Länge von 1,72 cm von Bedeutung.
In der Meteorologie sind Schwerewellen räumlich ausgedehnte, periodische Modulationen einer stabilen Luftschichtung in vertikaler Richtung. Sie entstehen, wenn eine derartige Luftschichtung eine initiale vertikale Auslenkung von seiner Ausgangslage erfährt, z. B. beim Überströmen eines Gebirges. Da sich die Luftpakete auf der windabgewandten Seite der Störung bezüglich ihrer Höhe nicht im Gleichgewicht befinden, wirkt eine Rückstellkraft, die das Luftpaket um seine Ausgangslage schwingen lässt (theoretisch-physikalisch handelt es sich dabei um das Modell eines linearen harmonischen Oszillators mit Reibung).
Die Rückstellkraft ist bei Schwerewellen die Schwerkraft, die sich in Form des archimedischen Auf- bzw. Abtriebs auf das Luftpaket bemerkbar macht (Prinzip des Heißluftballons). Da in höheren Luftschichten meist auch ein horizontaler Wind (Jetstream) auftritt, kommt es häufig zu einer wellenartigen Strömung der Luft. Bilden sich durch die Hebung beim Aufsteigen am Kopf des Wellenberges Wolken, so nehmen diese eine charakteristische Erscheinungsform (Bänder, Walzen) an.
Man unterscheidet grundsätzlich zwei Arten von Schwerewellen:
- Externe Schwerewellen treten an der Grenzfläche zweier Medien unterschiedlicher Dichte auf, wobei das dichtere Medium unter dem weniger dichten liegt. Diese breiten sich entlang der Grenzfläche aus. Ein Entstehungsmechanismus externer Schwerewellen ist die Kelvin-Helmholtz-Instabilität.
- Interne Schwerewellen treten nicht an der Grenzfläche zweier Medien auf, sondern innerhalb eines Mediums mit kontinuierlicher, stabiler Schichtung. Falls der Betrag des Gradienten kein ausgeprägtes Maximum aufweist, kann die Energie der Welle über einen Tiefenbereich verteilt sein, der groß gegen die Wellenlänge ist. Leewellen hinter Gebirgskämmen sind stationäre interne Wellen.
Siehe auch
Kategorien:- Strömungen und Wellen
- Küsteningenieurwesen
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