Gesundheit: Warum schlägt Wasser Wellen?

Die La-Ola-Welle ist leicht zu durchschauen: Aufstehen! Setzen! Schön koordiniert und immer die Arme hochreißen, so dass die Woge der Begeisterung das ganze Stadion ergreift. Am Strand aber geraten wir ins Grübeln. Während der Wind gleichmäßig bläst, kommt das Wasser in Wellen auf uns zu.

Wasser und Luft sind unterschiedliche Elemente. Im Vergleich zur Luft ist Wasser sehr dicht. Es lässt sich kaum komprimieren. Wer etwa mit der flachen Hand das Wasser in der Badewanne herunterzudrücken versucht, stellt fest, dass das nicht möglich ist. Es weicht sofort zur Seite aus. Luft lässt sich dagegen gut verdichten. Mit einer Luftpumpe können wir so viel davon in einen Fahrradschlauch pumpen, bis er prall gefüllt ist.

Wasser macht auch einem Stein Platz, den wir hineinwerfen. Deshalb steigt es neben der Einwurfstelle an, um sie herum bildet sich ein ringförmiger Wellenberg. Diese Störung der ehemals glatten Wasseroberfläche breitet sich weiter aus. Denn die Schwerkraft holt die nach oben aufgestiegene Wassermenge wieder zurück. Sie bewegt sich rasch abwärts, die Wassermoleküle gewinnen an Geschwindigkeit und schießen über den Normalpegel hinaus nach unten. Die Wassermenge muss aber irgendwo hin. Wieder weicht das Wasser zur Seite aus – so entsteht neben dem neuen Wellental der nächste Wellenberg.

Das ständige Auf und Ab führt zu einer koordinierten Bewegung der Wasserteilchen, eine Welle wandert kreisförmig nach außen. Ihre Berge werden kleiner, die Wellenzüge länger. Irgendwann läuft sie aus, die Schwerkraft und der Druck, den die Wasserteilchen aufeinander ausüben, finden zu einer neuen Gleichgewichtslage zurück.

Der Luftdruck spielt dabei eine wichtige Rolle. „An der Wasseroberfläche stoßen Luft und Wasser aneinander“, sagt Jürgen Köngeter von der RWTH Aachen. „Sie üben Kräfte aufeinander aus.“ Auch hier stellt sich ein Gleichgewicht ein. „Sobald es aber Druckänderungen der Luft gibt, weicht das Wasser aus.“

Deshalb ruft auch der Wind Wellen hervor, die auf offenem Meer in Windrichtung wandern. Aus dem Auf und Ab der Wasserteilchen wird nun eine komplexere Bewegung. Je nach Windgeschwindigkeit und Dauer des Windes bilden sich unterschiedlich lange Wellen: kleine Rippeln oder hohe Wogen, die brechen und Schaumkronen bilden.