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Flachwasserwelle

Physik

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Definition


Bei einer Flachwasserwelle ist die Wellenlänge sehr viel größer als die halbe Wellenlänge [1], bis hin zum 20fachen [2]. Die Orbitalbewegung der Wasserteilchen erreicht dabei den Untergrund [3] und sie ist eher elliptisch als kreisförmig. Die Bodenberührung ist der entscheidende Unterschied zur Tiefwasserwelle. Insbesondere hängt die Geschwindigkeit c der Flachwasserwelle von der Tiefe des Wassers ab [5] und zwar über die Gleichung c = √(g mal h) [6] [7] mit g als Erdfallbeschleunigung und h als Wassertiefe. Mit Wellenlängen von oft bis zu 100 km [6] gelten Tsunamis selbst bei Wassertiefen von z. B. 4 km als Flachwasserwelle. [6] [7] Flachwasserwellen entstehen typischerweise wenn Tiefwasserwellen in flachere Bereiche kommen. [8] Die Welle wird dann langsamer, höher und irgendwann kann sie auch brechen und ihre Richtung ändern. Diese Effekte beim Übergang einer Tiefwasserwelle in eine Flachwasserwelle bezeichnet man auch als Shoaling👉  [9]

Fußnoten


  • [1] "The change from deep to shallow water waves occurs when the depth of the water, d, becomes less than one half of the wavelength of the wave, λ. When d is much greater than λ/2 we have a deep-water wave or a short wave. When d is much less than λ/2 we have a shallow-water wave or a long wave." In: Marianne Breinig: Water Waves. Elements of Physics II, Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee, Knoxville, abgerufen am 8. Oktober 2026. Online: https://labs.phys.utk.edu/mbreinig/phys135core/modules/m10/Water_waves.html
  • [2] Tief- und Flachwasserwellen: "Das Kriterium für die Einteilung in Flach-, Übergangs- oder Tiefwasserwelle ist das Verhältnis von Wellenlänge zu Ruhewassertiefe L/h." Und: in einer Abbildung "ist eine Flachwasserwelle dargestellt, was gleichbedeutend ist mit einem Verhältnis L/h > 20." In: Andreas Heller et al.: Rutscherzeugte Impulswellen in Stauseen: Grundlagen und Berechnung. VAW-Mitteilung 206 (Zürich: Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zürich, 2009), 12, https://ethz.ch/content/dam/ethz/special-interest/baug/vaw/vaw-dam/documents/das-institut/mitteilungen/2000-2009/206.pdf
  • [5] Geschwindigkeit von Flachwasserwellen: "Flachwasserwellen […], bei denen die Wassertiefe in der Größenordnung der Wellenlänge ist. In diesem Fall reicht die Wellenbewegung bis zum Grund und wird behindert. Bei Flachwasserwellen ist die Geschwindigkeit der Welle daher abhängig von der Wassertiefe." In: Physik Libre. Freies Physikbuch für die Sekundarstufe. Version 0.985. Abgerufen am 8. Oktober 2026. Online: https://physikbuch.schule/plane-waves.html
  • [6] Tsunami als Flachwasserwelle: "A tsunami can have a wavelength in excess of 100 km and period on the order of one hour. Because it has such a long wavelength, a tsunami is a shallow-water wave. Shallow-water waves move with a speed equal to the square root of the product of the acceleration of gravity and the water depth." In: Marianne Breinig: Water Waves. Elements of Physics II, Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee, Knoxville, abgerufen am 8. Oktober 2026. Siehe auch 👉 Tsunamiformel
  • [7] Tsunami als Flachwasserwelle: "Ein Tsunami ausgelöst durch eine tektonische Plattenverschiebung ist in der Regel vom Typ Flachwasserwelle. Aus Gl. (2.1) berechnet sich für eine kleine sinusförmige Flachwasserwelle wegen dem grossen Verhältnis L/h die Wellengeschwindigkeit zu c = (gh)^½." In: Andreas Heller et al.: Rutscherzeugte Impulswellen in Stauseen: Grundlagen und Berechnung. VAW-Mitteilung 206 (Zürich: Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zürich, 2009), 12, https://ethz.ch/content/dam/ethz/special-interest/baug/vaw/vaw-dam/documents/das-institut/mitteilungen/2000-2009/206.pdf
  • [8] Flachwasserwellen können aus Tiefwasserwellen entstehen: "The change from deep to shallow water waves occurs when the depth of the water, d, becomes less than one half of the wavelength of the wave, λ. When d is much greater than λ/2 we have a deep-water wave or a short wave. When d is much less than λ/2 we have a shallow-water wave or a long wave." In: Marianne Breinig: Water Waves. Elements of Physics II, Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee, Knoxville, abgerufen am 8. Oktober 2026. Online: https://labs.phys.utk.edu/mbreinig/phys135core/modules/m10/Water_waves.html
  • [9] "Einfluss der Sohle im flachen Wasser (Shoaling)" oder "Wellentransformation im Flachwasser (Shoaling)". In: Technische Universität Braunschweig. Grundlagen des Küsteningenieurwesens. Inhalte des Masterstudiengangs Küsteningenieurwesens. Abgerufen am 24. März 2026. Siehe auch 👉 Shoaling

Siehe auch


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