Wellen und Gezeiten: Begriffe, Parameter und Prozesse

Wellen- und Gezeitenbegriffe

Nachfolgend finden Sie eine korrigierte und strukturierte Zusammenstellung der Begriffe, Definitionen und physikalischen Parameter rund um Wellen, Gezeiten und küstennahe Prozesse. Rechtschreibung, Grammatik und Groß-/Kleinschreibung wurden angepasst, dabei wurde der ursprüngliche Inhalt vollständig beibehalten.

Wellenhöhen und Amplituden

• RMS-Wellenhöhe: Sie repräsentiert am besten die Energie eines Seegangs.
• Durchschnittliche Wellenhöhe: Der Durchschnitt der einfachen Wellenhöhe (wave height) = H / d.
• Signifikante Wellenhöhe: Durchschnittliches Drittel der höchsten Wellen; ein Maß für die markantesten Wellen.
• Wellenhöhe: Vertikaler Abstand zwischen Wellentiefpunkt (Tal) und Wellenkamm (Grat).
• Amplitude: Maximale Abweichung von der mittleren Höhe einer regelmäßigen Welle; die Amplitude ist die Hälfte der Wellenhöhe.

Wellenstabilität und Bruchformen

• Asomeramiento (Asomeramiento / Peralta): Prozess, durch den die Welle durch die Wirkung des Grundes bis zu den Gipfeln destabilisiert wird; die Stirn der Welle (Peralta) bricht und kollabiert.
• Formen des Brechens:
  • Spilling: schäumendes Brechen, typisch für sanft abfallende Strände.
  • Plunging (stürzend): Brechen mit starker Energieentfaltung und typischer Brandungszone.
  • Collapsing / kollabierendes Brechen: Zwischenform mit starken lokalen Instabilitäten.
• Brechen: Der Prozess der Energie­dissipation einer Welle, bei dem starke lokale Strömungen und Steilungen entstehen.
• Spilling: Die Welle bricht mit schaumigem Aussehen; tritt an sanft abfallenden Stränden auf.
• Breaker-Typen: Wellenfronten, die auf dem Kamm Reflexion erzeugen oder den Kamm rotieren (Eintauchen, Kamm dreht sich zu sich selbst).

Gezeiten und Tide-bezogene Begriffe

• Gezeiten (Tides): Vertikaler Abstand zwischen Flut und der nächsten Ebbe.
• Tide / Tide-Zeiten: Zeitpunkte bzw. Zeiträume, in denen Flut oder Ebbe auftreten.
• Astronomische Gezeiten (Astronomical Tide): Periodische Bewegung des Meeresspiegels verursacht durch Gravitationskräfte, hauptsächlich von Mond und Sonne.
• Spring Tide (Springflut): Stärkere Gezeiten, die bei Syzygie (Neumond oder Vollmond) auftreten, wenn Sonne, Mond und Erde ausgerichtet sind.
• Neap Tide / Quadratur (Nipptide): Schwächere Gezeiten, die bei Quadratur (Mondphasen erstes oder letztes Viertel) auftreten; auch als Neap- oder Nippflut bezeichnet.
• Tägliche Ungleichheit: Die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden maximalen oder minimalen Gezeitenständen.
• Alter der (Tide age): Die Zeitdifferenz zwischen dem Durchgang des Vollmondes über den Meridian eines Ortes und der maximalen monatlichen Flut.
• Gezeitenprisma: Volumen Wasser, das bei jeder Tide in oder aus einer Bucht oder einem anderen Gebiet bewegt wird.
• Tidenhöhe / Baseline: Lokale Bezugsannahme der Tiden in einer Region oder an einem Messort; die Bezugsfläche (Tidenebene) dient als Referenz (z. B. NN).
• Amphidrome Punkte: Punkte in einem Tiden-System, um die sich die Tidenwelle dreht; dort ist der Tidenhub nahe Null.
• Fecth / Fetch: Die Entfernung, über die der Wind seine Energie auf die Wellen überträgt; auch als Fetch bezeichnet.
• Marea / Marea klein: (ursprünglich spanisch) kleine Tidenzeiger; hier als Hinweis auf lokale Tidenphänomene beibehalten.

Frequenz, Periode und Geschwindigkeit

• Frequenz: Anzahl der Wellenberge, die pro Sekunde an einem festen Punkt vorbeiziehen.
• Periode (T): Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenkämmen an einem festen Punkt; T = Zeit zwischen zwei Peaks.
• Kreisfrequenz: ω = 2π / T.
• Phasengeschwindigkeit (c): Geschwindigkeit, mit der sich eine einzelne Wellenphase ausbreitet; c = L / T (L = Wellenlänge, T = Periode).
• Peak Frequency: Frequenzbereich, in dem die höchste Leistungsdichte im Spektrum liegt.

Wellenlänge, Dispersionsverhalten und Gruppen

• Wellenlänge (L): Horizontaler Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenkämmen.
• Dispersionsgleichung / Streuung der Wellen: Die Wellenlänge wird durch die Dispersionsgleichung bestimmt; sie beeinflusst die Ausbreitungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Wassertiefe.
• Welle Gruppe: Gruppe von Wellen ähnlicher Größe, die zusammen auftreten und als Paket reisen.
• Spektrale Momenten / Spektrum Frequenz: Analyse der Wellenenergie in den Frequenzbändern; zeigt Energieverteilung, Existenz langer Wellen, Energieübertragung zwischen Bändern und einfache Parametrisierung der Dünung und des Seegangs.
• Richtungs-Spektrum: Darstellung der Wellenenergie in Bezug auf Frequenzbänder und Richtung der Ausbreitung.
• Energiespektrum: Darstellung der Energie einer Welle in Bezug auf ihre Frequenz und Richtung.

Spektrale Modelle und Theorien

• JONSWAP: Spektralform, die durch die Zusammensetzung von Wellenzügen mit unterschiedlichen Frequenzen produziert wird; häufig verwendet zur Beschreibung von Seegangspektren.
• Pierson–Moskowitz: Eindimensionales Ein-Parameter-Spektrum, entwickelt für voll entwickelte Wellen.
• Boussinesq: Modellbeschreibung für Wellen, insbesondere zur Berücksichtigung nichtlinearen Verhaltens bei flacherem Wasser.
• Jeffrey-Hypothese / Jeffrey Modell: Ein Modell zur Wellenentstehung durch Wind über Druckunterschiede; in der Formulierung nicht geeignet zur Beschreibung der Entstehung sehr kleiner Wellen.
• Fourier-Satz: In der maritimen Ingenieurwissenschaft wird eine unregelmäßige Welle als Summe regulärer Sinus- oder Cosinuskomponenten zerlegt; daraus lassen sich Spektralmomente, Schiefe und Symmetriekoeffizienten ableiten.
• Airy-Theorie: Lineare Wellentheorie (Lineare Wave Theory).

Energetik und Transfer

• Energiespektrum: Gesamtdarstellung der Wellenenergie in Abhängigkeit von Frequenz und Richtung.
• Strahlungsspannung (Radiation Stress): Nur durch den Durchgang einer Welle produzierte Spannung; andere Faktoren wie hydrostatischer Druck werden dabei ignoriert; wichtig in Brandungszonen, wo erhöhte Strömungen auftreten.
• Seitliche Streuung / Beugung (Diffraction): Phänomen, bei dem seitliche Energie übertragen wird, wenn eine Welle auf ein Hindernis (natürlich oder künstlich) trifft; Kd = H / Ho wird als Verhältnis verwendet.
• Reflexion: Scharfe Richtungsänderung einer Welle mit oder ohne Energieverlust bei Kollisionsvorgängen.
• Reflux: Rückfluss oder Rücklauf von Wellen nach der Kollision mit einem Hindernis.

Küstenprozesse: Transport, Erosion und Morphologie

• Transport: Prozess, durch den Strandmaterial entlang der Küste transportiert wird; verursacht durch Wellen, Strömungen und feste Transportmedien.
• Netto-Transport: Netto-Verlagerung des Sediments durch die Summierung aller Einzeltransporte entlang einer Transportkette.
• Bruttotransport: Summe der absoluten Werte der sedimentären Transporte.
• Rip-Strömungen: Spezifische Quertransporte von Sedimenten, in denen Systemzellen existieren; in Längsrichtung tendieren Ströme zu konvergieren.
• Spucke (Spit) und Spucke am Mündungseingang: Formationen, die aus Ablagerungen des festen Materials entstehen, das durch Längsströme geliefert wird; kann eine Mündung mit einem Spieß verengen.
• Tombolo: Durch Beugung verursachte Sandansammlung, die Insel mit dem Festland verbindet; entsteht häufig an der Mündung einer Mole oder hinter Hindernissen.
• Barrier Beach und Eingebettete Strände: Barrierestrände wirken wie Spieße, jedoch mit entgegengesetzter Transportrichtung; eingebettete Strände entstehen z. B. durch Beugung hinter Landzungen.
• Promontorios / Promontorios Effekte: Ähnliche Effekte wie bei Molen; können durch Überhöhungen und veränderte Gefälle in Richtung einer Landzunge erzeugt werden.
• Erosion der Küste: Veränderung der Mechanismen und Elemente, die Sedimente unter natürlichen Bedingungen schützen; betrifft Dünen, Klippen, Strände, Lagunen und Flussmündungen.
• Handelnde Agenten: Erosion der Dünen und Klippen, künstliche Befüllung von Stränden, Flussnetzwerke, Düne- und Backbeach-Speicherung, Windeinfluss, Golas, Küstenlagunen, Entnahmen offshore, Hangkanten und Canyons, Ausbaggereien u. a.
• Tiefe der Schließung: Die Tiefe, ab der keine nennenswerten Änderungen mehr im Längs- und Querschnitt auftreten.

Profilbildung und Sturmfolgen

• Sturmprofil: Profil, das durch sehr energiereiche Wellen und deren Materialtransport gebildet wird; verursacht Erosion an Böschungen und Bildung von Baranlagen; kann zu einer Vorverlagerung der Uferlinie führen.
• Aufschwemmung / Aufbauprofil (Accretion profile): Wellen können das Strandprofil wiederherstellen; dies ist oft eine Folge asymmetrischer Wellenwirkung und Sedimentzu- oder -abfuhr.
• Set-up des Windes: Anstieg des Meeresspiegels verursacht durch Windreibung auf der Meeresoberfläche (Wind-Setup).
• Sturmfluten: Erhöhungen des Meeresspiegels, häufig verbunden mit starken Niederdruck-Systemen und lang anhaltenden Windfeldern.

Spezielle Phänomene und Termini

• Seiches: Hafen- oder Buchtenwellen, die durch externe Schocks oder Anregungen entstehen; halbe Periode kann mit der Tide resonant sein.
• Cotidal-Linien: Linien gleicher Gezeitenphase; in cotidalen Gebieten treten bestimmte Begrenzungen auf.
• Kater im Hafen (Harbour Seiche / Resonanz): Ereignisse, bei denen die Anregungsfrequenz von Wellen mit der Eigenfrequenz des Beckens übereinstimmt; Ursprung kann natürlich oder durch Windwellen induziert sein.
• Set-up und Reflux der Brandung: Lokale Erhöhungen und Rückflüsse in der Brandungszone, die starke Strömungen erzeugen.
• Surfen / Surf-Asomera: Surfen und damit verbundene Prozesse, wobei Materiemasse nicht linear verschoben wird, außer in Bruch- oder Frakturprozessen; Surfen ist eine Störungsausbreitung.
• Long Waves: Lange Wellen mit Perioden größer als die der Windwellen (T > 30 s).
• Unit-Höhe: Durchschnitt über 19 Jahre (Nodal-Zyklus) der beiden höchsten Flutläufe (Äquinoktium) für jedes Jahr des Zyklus.
• Fecth-Punkte (cotidal / Fecth): Punkte, an denen die Flut gleichzeitig auftritt bzw. cotidale Bedingungen bestehen.

Mathematische und empirische Beziehungen

• Peralte: ε = E = H / L (Verhältnis Wellenhöhe zu Wellenlänge).
• Relative Tiefe: d / L (Verhältnis Wassertiefe zur Wellenlänge).
• Kennwerte für Bereiche: d / L > 0,5 (tiefes Wasser), 0,05 < d / L < 0,5 (intermediär, elliptisch), d / L < 0,05 (seicht), Annäherungen und Übergangsbereiche sind zu beachten.
• Spektrale Momente: Gesamtenergie aus dem Spektrum; die spektralen Momente bestimmen Kennwerte wie mittlere Periode, Energie, Schiefe und Kippasymmetrie.
• Kd = H / Ho: Maß für relative Änderungen der Wellenhöhe, z. B. aufgrund von Hindernissen oder Grundeffekten.
• k = 2π / L: Wellenzahl (räumliche Frequenz).

Weitere Begriffe und Hinweise

• Komponenten der Flutwelle: Sinus- oder Cosinuskomponenten (harmonische) n; nach dem Theorem von Fourier lässt sich die Flutwelle in harmonische Komponenten zerlegen.
• Flow-Wellen / Fließende Wellen: Windwellen, insbesondere relevant, wenn sie brechen.
• Square / Quadratur: Relative Position von Sonne und Mond zur Erde bei 90°-Ausrichtung; führt zu Neap-/Quadratur-Effekten.
• Koeffizient: Eine Zahl, die z. B. das relative Verhalten oder Skalierungsfaktoren beschreibt.
• Collapsing: Zeigt das relative Brechen oder Zusammenbrechen der Wellenvorderkante an; produziert oft Schaum und starke lokale Strömungen.
• Baseline: Annahme einer lokalen Tidenbasis in jeder Region oder an einem Messort, mit der die Höhen gemessen werden.
• Test-Fälle (Beobachtungen):
  • Welle breitet sich aus unbestimmter Tiefe an die Küste: Periode bleibt etwa konstant, die Wellenhöhe steigt.
  • Wenn die Wellenlänge abnimmt, verändert sich das Gruppenverhalten; Gruppengeschwindigkeit kann abweichen.
  • Wenn die Geraden orthogonal zu den Fronten sind, kann sich die Wellenenergie konzentrieren.
  • Wenn die Welle schräg ankommt, ändert sich die Phasengeschwindigkeit nahe der Küste.
• Return-Periode: Durchschnittliche Anzahl der Jahre zwischen zwei Vorkommen einer bestimmten Wellenhöhe.
• Generation: Erzeugung der Wellen durch Reibung der Luft über der Meeresoberfläche (Windgeneration).
• Wellenhöhe Überhöhung: Lokale Erhöhungen der Wellenhöhe, z. B. durch Beugung, Barbildung oder Konvergenz.
• Fetch / Meer, Wind: Generationsbereich (FETCH) ist die Entfernung über der der Wind Energie an die Wasseroberfläche abgibt; dies führt zu komplexen Seegangsbedingungen.
• Dünung / Seegang: Dünung entsteht außerhalb des Generationbereichs; sie hat unterschiedliche Perioden und kann als Reisewellen mit hoher Ordnung in eine Richtung auftreten.
• Strahlungszugspannung: Siehe Strahlungsspannung; relevant für Brandungszonen.
• FECTH Ebene fixiert (Tide FECTH): Zeitpunkt, an dem eine Referenzfluthöhe fixiert ist; der Begriff wurde in der ursprünglichen Sammlung angegeben und bleibt hier als Hinweis erhalten.
• Low Tide / Low Water: Gegensätzlich zur Flut, erreicht das Meer seinen niedrigsten Stand.
• Wetter-Tide: Gezeitenveränderung infolge von Wind und Druckschwankungen in Küstengebieten.

Küstenmorphologie: Ablagerungen und Formationen

• Deltas: Mündungsablagerungen, die durch Flüsse mit geringem Gefälle und niedriger Fließgeschwindigkeit gebildet werden.
• Circumlittoral / Infralitoral / Mediolitoral / Supralitoral: Vertikale Zonierung der Küstenbereiche:
  • Circumlittoral (auch Boden Sublitoral): aktueller wissenschaftlicher Begriff für den Bereich unterhalb des Infralitorals.
  • Infralitoral: Bereich, der niemals bei Springfluten trockenfällt.
  • Mediolitoral: Normale Gezeitenzone mit regelmäßigem Wechsel von Eintauchen und Austauchen.
  • Supralitoral / Spray-Bereich: Bereich oberhalb der mittleren Hochwasserkante, der nur durch Spritzwasser befeuchtet wird.
• Playa / Strand: Ablagerungsformen, die durch Umverteilung des Materials entstehen; verschiedene Typen wie eingebettete Strände, Barrieren oder Spieße werden unterschieden.
• Pfeiler / Pillar Fields: Sandanhäufungen, die Bar- und Uferformen erzeugen und lokalen Erosionsprozessen unterliegen.

Hinweise zu Terminologie und Sprache

• Viele Begriffe stammen aus verschiedenen Sprachen (z. B. Spanisch, Englisch) und sind in der ursprünglichen Liste belassen, jedoch orthografisch und grammatikalisch an die deutsche Sprache angepasst.
• Fachbegriffe wie JONSWAP, Pierson–Moskowitz, Boussinesq, Fourier-Satz etc. wurden beibehalten und korrekt benannt.
• Formeln und relationale Ausdrücke wurden formatiert und wo möglich standardisiert (z. B. ω = 2π / T, c = L / T, k = 2π / L, ε = H / L).

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