Schiffe besser an raue See anpassen
Die globale Erwärmung bringt extreme Wetterbedingungen mit sich, die Schiffe und Bauten im Meer in Gefahr bringen. Erst vor Kurzem berichtete man über Unfälle, die beschädigte Schiffe hinterließen, Küsten verschmutzten und Todesfälle verschuldeten, was einen beunruhigenden Trend wiederspiegelt, der voraussichtlich noch ansteigen wird. Will man dieses Problem lösen, sind umfangreiche Daten über diese zunehmenden klimatischen Phänomene und deren Auswirkungen, insbesondere Extremwellenereignisse, und die resultierenden Verluste erforderlich. Das EU-finanzierte Projekt "Design for ship safety in extreme seas" (EXTREME SEAS) widmete sich den fehlenden Informationen über Monsterwellen, indem deren Häufigkeit ausgewertet und das Schiffsverhalten in diesen Wellen untersucht wurde. Man schuf Strategien und Technologien, die zur Modernisierung der Schiffskonstruktionen notwendig sind, und gestaltete Warnkriterien für Wasserbauten unter extremen Bedingungen. Zielführend untersuchte das Projekt die physikalischen und statistischen Eigenschaften extremer Wellen und Monsterwellen. Man erstellte Simulationsmodelle für den Aufprall von Wellen auf Wasserbauten. Ein besonderer Bereich der Forschung beschäftigte sich mit Containerschiffen, Passagierschiffen, Flüssiggastankern sowie Produkten- und Chemikalientankern, wobei der Schwerpunkt Schwachstellen und mögliche Konstruktionsfehler waren. Die Projektmitglieder untersuchten die Gründe für Monsterwellen (auch abnorm oder Freak genannt), indem sie relevante experimentelle Daten und Felddaten untersuchten sowie durch die Verbesserung theoretischer und numerischer Wellenmodelle, die die Generierung dieser Wellen ermöglichen. Man führte rechnerische und experimentelle Wellensimulationen durch und statistische Analysen im Zusammenhang mit den verschiedenen Regionen wie zum Beispiel der Ostsee, Nordsee und dem Nordatlantik durch. Das Team untersuchte Interaktionen zwischen Wellen und Strömungen, sich kreuzende Wellensysteme, Flachwassereffekte und Quasiresonanzwelleninteraktionen, die als Instabilitäten bei der Wellenmodulation bezeichnet werden. EXTREME SEAS optimierte überdies mit Erfolg vorhandene Gleichungen zur Berechnung von Welleneigenschaften und brechenden Wellen, wobei einzelne Extremwellen, Wellenformen, Wellengruppen, der Wasserspiegelanstieg und die Wellenkinematik betrachtet wurden. Spezielle Versuche beinhalteten außerdem Modellierungen der Wechselwirkungen zwischen Wellen und Wasserbauten, um extreme Belastungen und als Reaktion auf das nichtlineare Wellenfeld zu erwartende Ereignisse vorherzusagen. Die Ergebnisse werden nun dazu beitragen, eine ganzheitliche Herangehensweise an neue Konstruktionsprozeduren für Schiffssicherheit bei rauem Seegang zu formulieren. Die Projektresultate wurden auf Konferenzen präsentiert und in namhaften Fachzeitschriften veröffentlicht. Man vermittelte sie im Rahmen eines Workshops mit der Weltorganisation für Meteorologie, der 2011 in der Schweiz abgehalten wurde. Mit der Hochrechnung zukünftiger Sturmintensitäten und den Vorschlägen für neue Konstruktionsmethoden werden die Ergebnisse von EXTREME SEAS die Anpassung des Schifffahrtsektors an den Klimawandel zu unterstützen. Die Projektresultate werden, sei es auf Bohrinseln im offenen Meer oder in Verbindung mit wertvollen Frachtschiffen, die Sicherheit im Schifffahrtssektor und der weltweit in diesem Bereich Beschäftigten verbessern.
Schlüsselbegriffe
Rogue Wave, extreme Wetterereignisse, Schifffahrt, Schiffssicherheit, Konstruktion von Schiffen, Warnkriterien, Meerestechnik
