Wellenentstehung

Zu einer wirbelfreien Potenzialfläche gelangt man, wenn die Wirbel immer kleiner gewählt werden. Den Drehsinn zeigt der vergrößerte Kreis unten. An der Wasseroberfläche müssen sich die unterschiedlichen horizontalen Geschwindigkeiten von Wind und Wasser angleichen. Wind strömt von links über eine ruhende Wasserfläche. Das linke Bild veranschaulicht die Entstehung.Wasserwellen werden vorwiegend durch Wind erzeugt. Die Grenzfläche wird durch eine unstetige Potenzialströmung gebildet. Dazu stellt man sich vor, dass die Anpassung durch kleine Wirbel vermittelt wird, in der Abbildung durch Kreise angedeutet.

Dadurch verringert sich der Druck (Strömung nach Bernoulli und Venturi) und der Wellenberg vergrößert sich. Kleine Störungen, wie links im Bild durch eine kleine Erhebung angedeutet, stauchen die Stromlinien des Windes.Die Grenzfläche ist äußerst instabil.

An der Grenzfläche bilden sich mittelgroße Wirbel (Englisch eddies), in die das kalte Wasser von unten und das warme Wasser von oben einströmen. Von links strömt oben warmes meerwasser an kaltem Wasser (unten) vorbei. Ein Beispiel für die Ausbildung einer symmetrischen Grenzfläche bei Wasser mit nur geringfügig unterschiedlicher Dichte zeigt das Radarbild (rechts oben).Die Wellenbildung erfolgt wegen des großen Dichteunterschieds von Wasser und Luft unsymmetrisch.

Das Bild (rechts unten) zeigt eine Satellitenaufnahme des indischen Ozeans. Die feinen Strukturen sind Oberflächen-Wasserwellen, während die langperiodischen Strukturen oben rechts von Grenzflächenwellen zwischen Wasserschichten unterschiedlicher Temperatur herrühren.
.