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Driftströmung

Badestrand

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Basiswissen｜ Definition｜ Ozeanographie｜ Einflüsse｜ Faustregel für die Geschwindigkeit｜ Gefahren｜ Driftversuche an einem Badestrand｜ Versuch I｜ Versuch II｜ Versuch III｜ Fußnoten


Basiswissen


Als Drift[1] oder Driftströmung[2], seltener oder auch Driftstrom[3] oder Triftstrom[3], bezeichnet man Strömungen in Meeren oder Binnengewässern[34], die ausschließlich unter dem Einfluss des Windes entstehen[1]. Weht ein stärkerer Wind längere Zeit in dieselbe Richtung, entsteht nahe der Oberfläche eine Wasserströmung. Die Driftgeschwindigkeit von Elektronen im Rahmen der Festkörperphysik wird hier nicht behandelt. In diesem Artikel geht es nur um die Geschwindigkeit von winderzeugten Strömungen im Wasser, wie man sie selbst an Badestränden erleben kann.

Definition


Folgt man der sehr weit gefaßten Definition einer Driftströmung als einer Strömung, die letzten Endes durch den Wind erzeugt wird,[1][2] so kommen verschiedene Effekte als einzelne Beiträge oder Ursachen einer Driftströmung in Betracht, zum Beispiel:

  • a) Schubkraft des Windes

Das Zusammenspiel dieser Einflussfaktoren, die alle letzten Endes auf dem Wind als treibende Kraft beruhren, führt aber bei vielen Einzelfällen zu dem Umstand, dass der Wind nicht nur nahe am Ort und nahe an der Zeit seines Bestehens wirkt, sondern über viele weitere Zwischeneffekte auch noch Tage später und tausende von Kilomenter entfernt. Damit verliert man aber den wahrscheinlich eigentlich gemeinten Effekt einer Strömung, die im Wesentlichen von ihrer Richtung her dem momentanen Wind oder zumindest in Richtung der verursachenden Windes folgt. Die Vermengung der zwei Anteile kann auch zu stärken Fehleinschätzungen führen.[33] Eine etwas engere Definition begrenzt die Driftströmung daher zweckmäßig auf die ersten zwei Einflussfaktoren.

MERKSATZ:

Definition: "Die Driftströmung besteht aus zwei Komponenten: der Stokes Drift der Wellen und der vom Wind erzeugten Scherströmung."[31]

Stokes Drift

Die Stokes Drift ergibt sich aus der horizontalen Hin- und Herbewegung der Wellen: treibt man auf der Meeresoberfläche, so spürt man deutlich, wie die Wellen einen nicht nur nach oben und unten bewegen, sondern in ihrem Rhythmus auch nach vorne und hinten im Bezug auf die Bewegungsrichtung der Welle. Dabei überwiegt die Bewegung in Richtung der Welle selbst. Das führt dann als netto-Effekt zur Stokes Drift ↗

Scherströmung

Die Scherströmung ist die Strömung, die sich ohne den Einfluss von Wellen durch die reine Mitnahme der Oberflächenteilchen des Wassers durch den Wind ergibt. Der Begriff wind-induced shear current ist in englischssprachigen Fachveröffentlichungen häufig. Eine deutsche Entsprechung wäre Scherströmung.[36] Weht Wind über längere Zeit über die Oberfläche des Meeres, so werden Wasserteilchen nahe der Oberfläche direkt mit in die Richtung des Windes mitgenommen. Gleichzeitig entstehen dabei aber auch Wellen mit der für sie typischen Orbitalbewegung der Wasserteilchen. Und die Orbitalbewegung der Wasserteilchen wiederum führt zur Stokes Drift. Diese zwei Phänomene hängen also in der Praxis untrennbar zusammen.[35] Das Zusammenspiel ergibt unter anderem die an Badestränden deutlich spürbare Küstenlängsströmung.[35]

Zusammenspiel

Bei dieser Definition muss aber beachtet werden, dass die direkte Mitnahme von Wasserteilchen als direkte Folge des momentanen oder über eine längere Zeit auf einem Gebiet wirkenden Windes nicht immer in dieselbe Richtung zeigt wie die von demselben Wind erzeugten Wellen. Die Richtung von Wellen wird stark von der Tiefe des Wassers und auch von Bauwerken wie Buhnen oder Hafenanlagen beeinflusst. Gerade an den Badestränden der norddeutschen Flachküsten laufen die Wellen mehr oder minder mit orthogonal, das heißt mit einem Winkel in der Nähe von 90° auf die Küstenlinie zu. Gleichzeitig aber herrscht dort eine parallel zur Küste verlaufende Driftströmung, die dann also auch fast senkrecht zur Fortplanzung der Wellen im ufernahen Brandungsbereich ist.

Ozeanographie


In der Ozeanographie unterscheidet man man Driftströmungen mit einer Ausdehnung von vielen hunderten bis tausenden Kilometern und mit Auswirkungen bis in 200 Meter Wassertiefe[14] von kurzlebigeren und weniger ausgedehnten Strömungen näher an der Oberfläche[12]. Zur Entstehung und Bedeutung von Oberflächenströmungen gibt es eine große Anzahl von wissenschaftlichen Veröffentlichungen.

Einflüsse


Für die letztendlich an der Wasseroberfläche wirkende Strömung als Folge des Windes werden vor allem zwei Effekte zwei verwandte aber doch zu unterscheidene verantworlich gemacht. Dabei ist der Anteil der zwei Effekte an der letztendlichen Geschwindigkeit der Strömung noch nicht abschließend geklärt.[8]

Impulsübertragung

Zum einen übertragen die Teilchen der Luft direkt Impuls und damit auch Bewegungsenergie auf die Wasserteilchen direkt an der Oberfläche.[22]

Stokes Drift

Zum anderen erzeugt der Wind aber auch Wellen. Und diese Wellen wiederum versetzen die Wasserteilchen an der Oberfläche in eine komplizierte, zum Teil kreisartige Bewegung. Diese sogenannte Orbitalbewegung spürt man als Schwimmer dadurch, dass man in den Wellen treibend nicht nur nach oben und unten bewegt wird, sondern auch nach in Wellenrichtung und zurück. Die Vorwärtsbewegung spürt man kurz vor und kurz nach dem Durchgang des Wellenkamms. Kurz vor und kurz nach dem Durchgang der Wellensohle spürt man eine entgegengesetzte Bewegung. Letztendlich überwiegt aber die selbst ist deutlich niedriger als die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen, aber dennoch auch für Schwimmer spürbar.[23] Da letztendlich die Vorwärtsbewegung in Richtung der Welle überwiegt, kommt es zur sogannten Stokes Drift. Ihr Einfluss soll ein bis zu zwei Dritteln der letztendlichen Strömungsgeschwindigkeit ausmachen.[8]

Faustregel für die Geschwindigkeit


Oft verwendet, etwa zur Abschätzung der Ausbreitung von Ölteppichen und Samen von Pflanzen[20] eine einfache Faustregel: 3 % der Windgeschwindigkeit in 10 Metern Höhe ergeben die Geschwindigkeit der Driftströmung an der Oberfläche genannt.[8] Die Höhe von 10 Metern ist üblich für die Angabe von Windgeschwindigkeiten in Wetternachrichten.[9]

Gefahren


An Küsten entstehen oft recht starke Kustenlängsströmungen.[36] An Badestränden, zum Beispiel an der niederländischen und deutschen Nordseeküste, sind Badeunfälle mit tödlichem Ausgang nicht selten. Neben den Gezeitenströmen[21] und den sogenannten Ripströmen[19] können auch von Wind verursachte Strömungen eine Gefahr darstellen. Immer wieder kommt es zu brenzligen[15] bis tödlichen[16][17][18] Unfällen infolge unsichtbarer Strömungen. Die Rettungsschwimmer der DLRG pfeifen Schwimmer aus dem bewachten Badebereich sofort zurück, wenn diese den bewachten Bereich verlassen.[25] Für Badestrände gelten oft Verordnungen[30], deren Einhaltung vor Gefahren schützen soll.

Driftversuche an einem Badestrand


Wie stark die Oberflächenströmung sein kann, können gesunde Schwimmer an bewachten Badestränden leicht nachvollziehen. Man wählt dazu einen Tag, an dem der Wind dauerhaft stark und möglichst parallel zum Strand weht. Der Wind wird dann das Wasser mehr oder minder stark mitnehmen. Schon bei vergleichsweise harmlos erscheinenden Windstärken von 4 (mäßige Brise) bis 5 (frische Brise) Beaufort, entsprechend einer Windgeschwindigkeit von 3,9 bis 7,9 m/s kann es sein, dass selbst ein trainierter Schwimmung im knietiefen Wasser nicht mehr gegen die Strömung ankommt. Bei den hier beschriebenen Selstversuchen spielte der Schwimmer die Rolle einer lebendigen aber dennoch möglichst passiv treibenden Driftboje.

  • Frage a) Wie schnell wird man von der Driftströmung parallel zum Ufer getrieben?
  • Frage b) Wie gut passen die gemessenen Werte zu 3-%-Regel der Ozeanographie?

Die 3-%-Regel der Ozeanographie dient seit etwa 1956 dazu, die Driftgeschwindigkeit aus der Windgeschwindigkeit abzuleiten: Die Strömung an der Wasseroberfäche soll demnach in der Nähe von 3 % der Geschwindigkeit des Windes in 10 Metern Höhe liegen.

Versuch I


29. Juli: bei diesem Versuch trieb der Schwimmer im Brandungsbereich an einer gut sichtbaren Pfahlreihe im Wasser vorbei. Es war dort noch möglich, gegen die Strömung anzuschwimmen. Auch bestand Kontakt mit dem Boden, sodass eine sichere Rückkehr an Land jederzeit möglich war.



Etwa 4 bis 5 Windstärken (Wetterbericht) ergaben bei kräftigem Wellengang im Brandungsbereich eine Driftgeschwindigkeit von etwa 0,5 Metern pro Sekunde. Aufgenommen auf der Nordseeinsel Wangerooge am 29. Juli 2025.

Wetterlage

  • Am 29. Juli 2025 hatte der Deutsche Wetterdienst für die Nordseeküste von Wangerooge eine Warnung ausgegeben: "Amtliche WARNUNG vor WINDBÖEN. Di, 29. Jul, 10:25 – 18:00 Uhr. Es treten Windböen mit Geschwindigkeiten um 55 km/h (15 m/s, 30 kn, Bft 7) aus nordwestlicher Richtung auf."
  • Gleichzeitig wurden um 14.20 Uhr die folgenden Daten für den Flugplatz Wangerooge angegeben: 14 Knoten Wind aus 300°.[4]
  • Die Wellen mit starker Brandung liefen deutlich schräg von Nordwesten her kommend auf den Strand zu, der etwa in West-Ost-Richung verläuft.

Für die Geschwindigkeit der Driftströmung wichtig ist aber vor allem der beständig aus einer Richtung wehende Wind. Die Geschwindigkeiten der Böen sollen deshalb hier vernachlässigt werden. Mit den 14 Knoten des Flugplatzwetters kommt man so auf etwa 7 m/s.

Annahmen

  • Da die Driftströmung vor allem durch den dauerhaft in eine Richtung und mit gleicher Stärke wehenden Wind verursacht wird, kann man als gutes Wert für die Windgeschwindigkeit die 14 Knoten oder rund 7 m/s annehmen.
  • Es wird ferner angenommen, dass sich die Daten auf eine Höhe von 10 Metern über der Wasseroberfläche beziehen.[9]
  • Es wird angenommen, dass die Geschwindigkeit der Driftströmung etwa 3 % der Windgeschwindigkeit in 10 m Höhe beträgt.[8]

🖩

Geht man von einer beständigen Windgeschwindigkeit in 10 Metern über dem Wasser von rund 7 m/s aus, so müsste das nach der 3-%-Regel zu einer Driftgeschwindigkeit direkt auf der Wasseroberfläche von etwa 21 cm/s führen.

Durchführung

Ich[6] ging an einem bewachten Badestrand sozusagen als "lebende Treibboje"[7] mit einer Unterwasserkamera DJ Osmo Action 4 unter genau diesen Verhältnissen in die Brandung schwimmen. Mit den Aufnahmen einer Filmkamera und einer Reihe von gut sichtbaren Pfosten im Wasser, die orthogonal zur Uferlinie verliefen, konnte ich später meine Driftgeschwindigkeit abschätzen.

Ich machte den Selbstversuch im Bereich starker Brandung. Mein Körper bliebt dabei so gut wie ganz unter Wasser. Durch die Brandung wurde ich immer wieder umgeworfen und im Wasser gedreht. Ich versuchte dabei als Schwimmbewegung nur Kräfte nach oben zu erzeugen, um an der Oberfläche zu bleiben. Ich machte keine bewussten Schwimmbewegungen in eine horizontale Richtung. Um mich zu stabilisieren hielt ich die Beine wahrscheinlich meist wie in Hockstellung, sodass mein Körper in eine Tiefe von vielleicht bis zu 70 cm reichte. Oft wirbelten die Wellen die Beine auch an die Oberfläche.

Driftzeit

In dem Video (siehe oben) beginnt die Messstrecke mit dem Passieren der senkrechten Pfähle im Wasser. Den Zeitpunkt kann man gut an dem herabhängenden Tau erkennen. Das Tau verlief frei hängend zwischen den Posten. Vom so definierten Beginn der Driftzeit bis zum Ende des Videos als Ende der Driftzeit vergingen rund 34 Sekunden.

Driftstrecke

Trigonometrie: von der Position am Ende des Videos schritt ich dann mit Schritten von etwa einem Meter Länge das gut schenkeltiefe Wasser ab. Es war problemlos möglich, gegen die Strömung anzulaufen. Dabei bewegte ich mich auf kürzester Linie orthogonal auf die Pfahlreihe im Wasser zu. Ich kam auf einen Abstand von etwa 15 Metern. Geht man davon aus, dass ich der angegebenen Windrichtung aus 300° folgend etwa 30° schräg zur Strandrichtung von etwa 270° (West-ost-Verlauf) getrieben wurde, dann kommt man über Trigonometrie zu einer Driftstrecke von etwa 17 Metern.

Pythagoras: eine zweite Methode zur Abschätzung der Driftstrecke geht über den Satz des Pythagoras. Ich wurde nach dem Passieren der Pfahlreihe deutlich mehr als nur 3 Meter in Richtung Strand getrieben. Benachbarte Pfähle haben einen Abstand von etwa 8 Meter zueinander (Entfernungsmessung über Google Maps[28]). Nach einer optischen Abschätzung des Videos komme ich über den Abstand der Pfähle auf vielleicht 8 Meter Strecke in Richtung Ufer. Damit kann man über den Satz des Pythagoras mit 8 Metern und 15 Metern als Katheten die Länge der eigentlichen Driftstrecke auf etwa 17 Meter abschätzen. Das passt gut zu der Abschätzung über die Trigonometrie.

Driftgeschwindigkeit

Mit der angenommenen Driftstrecke von 17 Metern und der angenommenen Driftzeit von 33 Sekunden kommt man über v=s/t auf eine Driftgeschwindigkeit von rund 0,51 m/s. Ein halber Meter pro Sekunde ist also die endgültige Abschätzung der Driftgeschwindigkeit.

Fazit

Nach der 3-%-Regel der Ozeanographie kommt man mit einer Windgeschwindigkeit von 7 m/s in 10 Metern Höhe auf rund 0,21 m/s Geschwindigkeit für die Drift. Gemessen wurden 0,51 m/s.

Versuch II


30. Juli 2025: während beim ersten Versuch die Driftstrecke mehr oder minder grob abgeschätzt wurde, und mit vielleicht 17 Metern auch eher kurz war, wurde am nächsten Tag die Driftstrecke auf etwa 130 Meter Strecke parallel zum Strand ausgedehnt.



Etwa 5 Windstärken (Wetterbericht) ergaben bei kräftigem Wellengang im Brandungsbereich eine Driftgeschwindigkeit von etwa 0,5 Metern pro Sekunde, genau wie beim ersten Versuch. Aufgenommen auf der Nordseeinsel Wangerooge am 30. Juli 2025.

Wetter

Der Flugwetterbericht für den Flugplatz Wangerooge (EDWG) machte für 12.20 UTC Uhr[38] die folgenden Angaben: "Windmittel 13,1 kts, Aktuell 23,5 kts, Böe letzte Stunde 27,2 kts NNW, Windstärke 6 Bft. Für 13.52 UTC[38]: Windrichtung 340°, Windmittel 19 kts, Windböe kts WNW".

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) gab für Donnerstag, den 30. Juli für Wangerooge eine Wetterwarnung heraus: "Böen bis 60 km/h (17 m/s, 37 kn, Bft 7) aus westlicher Richtung, in Schauernähe sowie exponierten Lagen Sturmböen bis 70 km/h (20 m/s, 38 kn, Bft 8)" Kurze Böen haben auf die Geschwindigkeit der Driftströmung einen wahrscheinlich nur geringen Einfluss. Sie werden hier ignoriert.

Für die Driftgeschwindigkeit des Wasser sind vor allem zeitlich längere in ein eine Richtung wehende Winde wichtig. Man kann daher die mittlere Windgeschwindigkeit von 13,1 kts oder rund 7 m/s einer Stärke auf der Beaufortskala von 4 annehmen. Das entspricht einer mäßigen Brise.

Gerundet auf ganze Meter und von der Richtung her gemittelt kommt man für den 30. Juli dann zu den folgenden Annahmen für den Wind:

  • Flugplatzwetter: 10 m/s

Driftgeschwindigkeit

Die so gemessene Driftgeschwindigkeit lag mit 0,52 m/s sehr nahe am Ergebnis des vorherigen Tages. Die Messmethode scheint also einigermaßen präzise sein[29]. Präzise heißt hier, dass dieselbe Messmethode bei ähnlichen oder fast gleichen Umständen auch wieder die selben Ergebnisse gibt.

Versuch III


1. August 2025: die Durchführung war genau wie beim Versuch II vom 30. Juli 2025.

Wind

Das Wetter hatte sich aber deutlich beruhigt. Der Wind wehte deutlich schwächer. Laut Wetterbericht vom Flugplatz in Wangerooge lagen die durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten um die 7 bis 8 Knoten. Am Strand wehten die Fahnen fast parallel zur Uferlinie, mit einer leichten Komponenten von vielleicht 20° hin zum Land. Der Wind kam damit etwas (aber nicht viel) von seewärts. Die die Wellen war deutlich niedriger. Auf dem Aushang des Strandkorbverleihers hieß es zum 1. August 2025: "Wind Richtung 285°, 23,8 km/h, Böen 27,4 km/h". Für die durschnittlichen Windgeschwindigkeiten kommt man damit gerundet auf ganze Meter pro Sekunde auf:

  • Flugplatzwetter: 4 m/s
  • Strandkorbverleih: 7 m/s

Driftgeschwindigkeit

Dieses mal benötigte ich driftend für die Strecke von 130 m von der westlichen bis zur östlichen Pfahlreihe 11 Minuten und 10 Sekunden, also 670 Sekunden. Dabei gab es kaum eine Bewegung hin zur Uferlinie, obwohl der Wind leicht landwärts blies. Die so ermittelte Driftgeschwindigkeit war dann etwa 0,21 m/s.

Wellenhöhe

Die Wellenhöhe H konnte ich an der westlichen Pfahlreihe abschätzen. Die Wellenhöhe ist definiert als der senkrechte Abstand vom tiefsten Punkt im Wellental ganz unten bis zum höchsten Punkt auf dem Wellenkamm ganz oben. Dort stand ich etwa hüfttief im Wasser. Am eigenen Körper konnte ich so beobachten, wo bis wohin das Wasser reichte, wenn die Wellen durch mich durch liefen. Die meisten Wellen reichten im tiefsten knapp über meinen Bauchnabel und im höchsten Punkt bis etwa an mein Kinn. Damit kommt man auf eine Wellenhöhe H von etwa 40 cm. Ab und zu kamen auch Wellen, die mir bis zum Scheitel oben auf dem Kopf reichten. Diese hatten dann eine Höhe H von etwa 60 cm.

Relativbewegung

Sabine Heim schwamm die Strecke von den westlichen hin zu den östlichen Pfählen, also in Richtung der Küstenlängsströmung kraulend mit 70 Armzügen und mit 100 Armzügen entgegen der Strömung Richtung Westen. Beim Bruststil zählte sie 55 Züge nach Osten und 70 nach Westen. Im Schwimmbad würde sie mit einer ähnlichen Kraftanstrengung kraulend gut 20 Minuten für 1000 Meter benötigen, sie hätte also im Schwimmbad bei optimaln Schwimmbedingungen eine Geschwindigkeit von etwa 0,8 Metern pro Sekunde. Bei Schwimmversuch auf See hatte sie einen Neopren-Anzug an, was die Bewegung etwas beeinträchtigen könnte. Hinzu kam das ständige Schaukeln der Wellen, das ausgeglichen werden musste. Gehen wir deshalb von einer verminderten Geschwindigkeit von vielleicht 0,7 m/s aus. Wie gut passt diese Abschätzung zu der Driftgeschwindigkeit des Wassers von 0,2 Metern?

Wenn man als Schwimmerin eine "Fahrt durchs Wasser" von 0,7 m/s bei einer entgegen gerichteten Strömung von 0,2 m/s macht, dann hat man eine "Geschwindigkeit über Grund" von 0,5 m/s. Schwimmt man mit der Strömung, kommt man auf eine Geschwindigkeit über Grund von 0,9 m/s. Die höhere Geschwindigkeit ist also das 9/5-fache oder das das 1,8fache der langsameren Geschwindigkeit. Da die Geschwindigkeit umgekehrt proportional zur Zeit (bei konstanter Strecke) ist, kommt man für die schnellere Geschwindigkeit auf 5/9 oder das 0,56fache der Zeit wie bei der niedrigen Geschwindigkeit. Geht man weiter davon aus, dass die Anzahl der Armzüge pro Zeit, man könnte das auch Zugrate nennen, während des ganzen Schwimmversuchs einigermaßen konstant war. Dann hätte die Schwimmer für die Schwimmaktion mit der Strömung 5/9 der Züge benötigt, wie bei der Schwimmaktion gegen die Strömung. Beim Kraulen waren die Armzüge mit der Strömung 70 und die Armzüge gegen die Strömung 100. Damit kommt man auf ein Verhältnis von 70/100 oder 0,7. Beim Brustschwimmen war das Verhältnis 55 Beinschläge mit der Strömung zu 70 Beinschlägen gegen die Strömung, also 55/70 oder 11/14. Man kommt mit solch sehr überschlägigen Abschätzungen (Guesstimates) auf folgende Ergebnisse:

  • Mit der Strömung im Verhältnis zu gegen der Strömung:
  • Rechnerisch über die Schwimmgeschwindigkeit: 0,56
  • Gezählte Züge beim Kraulschwimmen: 0,70
  • Gezählte Züge beim Brustschwimmen: 0,79

Man kommt zwar mit der Abschätzung über die angenommenen Geschwindigkeit in die später auch gemessenen Größenordnungen der Arm- und Beinzüge. Doch fällt der rechnerisch über die Eigenschwimmgeschwindigkeit und die Driftströmung geschätzte Unterschied sehr viel stärker aus als nachher über die Züge gezählt wurde. Interessant wäre es jetzt zu fragen, was in den Abschätzungen zu der Unstimmigkeit geführt hat.

QUAESTIONES

  • 1) Kann man die Stokes Drift labormäßig nachstellen, etwa in einer Wellenwanne ↗

Fußnoten


  • [1] Als Drift bezeichnet man eine eine „durch Wind hervorgerufene Oberflächenströmung“. In: Hans-Erich Reineck: Das Watt. Ablagerungs- und Lebensraum. Dritte Auflage. Senckenberg-Buch 50. Verlag Waldemar Kramer. Frankfurt am Main. 1982. ISBN: 3-7829-1067-2. Dort im "Watten-ABC" auf Seite 180.
  • [3] "Driftstrom, Triftstrom, windgetriebene Meeresströmung an der Meeresoberfläche, die mit dem theoretischen Konzept des Ekmanstroms beschrieben wird." Der Ekmanstrom wiederum enthält als wesentlichen Einfluss die Coriolis-Kraft. Diese Einengung des Begriffs wird aber nicht von allen Definitionen geteilt. In: der Artikel "Driftstrom". Spektrum Lexikon der Physik. Abgerufen am 29. Juli 2025. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/driftstrom/3491
  • [4] Die Warnung wurde online direkt von einer Seite der Domain des Deutschen Wetterdienstes abgerufen.
  • [7] Eine Treibboje ist eine Boje ohne Befestigung am Grund. Weitere gebräuchliche Bezeichnungen sind Drifter, Driftboje, Float(er) und Floating Drifter. Seit den 1950er Jahren werden Strömungen im Meer oder in Binnengewässern systematisch mit Treibbojen untersucht.
  • [8] Zum Anteil der Stokes Drift als Effekt der Orbitalbewegung von Wellen und der direkten winderzeugten Strömung (shear current) heißt es: "Results are inconsistent regarding the relative contribution of the wind-induced shear current and Stokes drift on the total drift current. The drift current at the ocean surface is generally estimated at roughly 3% of the wind speed (at 10-m height). [It was shown] that Stokes drift makes up two thirds (roughly 2% of the wind speed) of the surface drift current." In contrast, more recent studies estimate lower values for surface Stokes drift: roughly 1% of the wind speed." In: Mirja van der Mheen et al.: Depth-Dependent Correction for Wind-Driven Drift Current in Particle Tracking Applications. Front. Mar. Sci., 06 May 2020. Sec. Coastal Ocean Processes. Volume 7. 2020. Online: https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00305
  • [9] Windgeschwindigkeiten in offiziellen Wettervorhersagen oder Berichten beziehen sich meist auf eine gemessene oder abgeschätzte Geschwindigkeit des Windes in 10 Metern über der Oberfläche: "Der Begriff Wind beschreibt ganz allgemein die Bewegung der Luft bzw. die Verlagerung von Luftteilchen. Zu seiner vollständigen Beschreibung ist sowohl ein Betrag (Geschwindigkeit) als auch eine Richtung (Windrichtung) notwendig. Unter Windgeschwindigkeit ist die horizontale Verlagerungsgeschwindigkeit der Luftteilchen zu verstehen. Da die Windgeschwindigkeit (wie die Windrichtung) von der Beschaffenheit der Bodenoberfläche beeinflusst werden kann, wird sie im DWD gewöhnlich in 10 m Höhe über dem Boden gemessen und berechnet. Die Windgeschwindigkeit in Bodennähe kann sich aufgrund des Einflusses der Oberflächenbeschaffenheit von der angegebenen Windgeschwindigkeit unterscheiden!" In: Erläuterungen zur Windgeschwindigkeit. Deutscher Wetterdienst Offenbach. Abgerufen am 30. Juli 2025. Siehe auch Windgeschwindigkeit ↗
  • [10] "Die oberste Wasserschicht erhält durch den Wind den direkten Bewegungsimpuls und strömt mit etwa einem Fünftel der bodennahen Windgeschwindigkeit." An der zitierten Stelle bleibt aber unklar, was genau mit dem Wort "bodennah" gemeint ist. Sind damit die üblichen 10 Meter Höhe für offizielle Angaben von Windgeschwindigkeiten, etwa im Gegensatz zu 100 m Höhe gemeint? Oder die Geschwindigkeit des Windes in 10, 20 oder 100 cm? In: Wikipedia: Driftströmung. (Stand 2025). Online: https://de.wikipedia.org/wiki/Driftströmung
  • [11] Hughes, P. (1956). A determination of the relation between wind and sea-surface drift. Q. J. R. Meteorol. Soc. 82, 494–502. doi: 10.1002/qj.49708235412
  • [12] Entsprechend der Wassertiefe, kann man drei Lagen bezüglich unterschiedlicher Driftströmungen unterscheiden: "The drift current is a wind-induced ocean surface current. However, the definition of a “surface” current is ambiguous [...]. We follow the distinction of Fernández et al. [13], separating surface currents into three regions: (1) A region immediately below the air-sea interface of several millimeters thick that is dominated by viscous effects. (2) A region where the velocity varies logarithmically with depth, varying from its surface value of roughly 3% of the wind speed, to an upper Ekman layer value. (3) The Ekman layer." [14] In: Mirja van der Mheen et al.: Depth-Dependent Correction for Wind-Driven Drift Current in Particle Tracking Applications. Front. Mar. Sci., 06 May 2020. Sec. Coastal Ocean Processes. Volume 7. 2020. Online: https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00305
  • [13] Die Unterscheidung nach drei Lagen geht zurück auf: Fernández, D., Vesecky, J., and Teague, C. (1996). Measurements of upper ocean surface current shear with high-frequency radar. J. Geophys. Res. 101, 28615–28625. doi: 10.1029/96JC03108
  • [14] Ekman untersuchte mehrere hunderte bis tausende Kilometer lange Strömungen, auf die auch die Coriolis-Kraft einen Einfluss hat. Für die Strömungen direkt an der Wasseroberfläche, bis in wenige Dezimeter Tiefe, und für Strömungen deren Ausdehnung oder zeitliche Dauer auf wenige Kilometer oder Tage begrenzt ist, dürfte die Coriolis-Kraft aber keinen nennenswerten Einfluss haben. Ekman, V. (1905). On the influence of the earth's rotation on ocean currents. Arkiv Matematik Astronomi Och Fysik 2, 52.
  • [15] An dem Tag, an dem ich den Selbstversuch durchführte, am 29. Juli 2025, berichtete ein Rettungschwimmer des Roten Kreuzes am Strand von Wangerooge, dass er kürzlich an einer Rettungsaktion auf Spiekeroog beteiligt gewesen sei. Am 29. August 2022 veröffentliche Carina-Chantal Krämer auf den Internet-Seiten der DLRG eine kurzen Bericht über das kürzlich stattgefundene Ereignis: 16 Schwimmer seien in Not geraten: "Aufgrund der starken Strömung an der vorgelagerten Sandbank war es den Badenden nicht mehr möglich, sich sicher an Land zu bringen“. Nur 12 der 16 Personen konnten durch Rettungsschwimmer sicher an Land gezogen werden. Letztendlich war auch ein Rettungshubschrauber des ADAC beteiligt.
  • [16] In Spiekeroog sind im August 2007 vier Jugendliche im Alter von 15 bis 16 Jahren durch eine starke Strömung in Seenot geraten. Ein 40 Jahre alter Mann wollte ihnen schwimmend helfend. Dabei geriet er selbst in Not. Kurze Zeit später wurde er an Land angespült. Er überlebte den Vorfall nicht. Die Jugendlichen wurden mit einem Hubschrauber gerettet. In: Mann ertrinkt vor Augen der Familie bei Rettungsversuch. Die Welt. Online. 24. August 2007.
  • [17] Ein 48 Jahre alter Mann sei an einem unbewachten Badestrand auf Norderney in eine starke Strömung geraten. Zusätzlich erlitt er einen Krampf. Ein Surfer konnte ihn mit Hilfe des Surfbretts zwar an Land bringen. Aber später verstarb der Mann im Krankenhaus von Norden. In: Tödlicher Badeunfall. Norderney Nordsee-Magazin. 28. Juli 2012.
  • [18] Ein 42 Jahre alter Mann ist mit seinem Sohn bei Bergen aan Zee bei Alkmaar schwimmen gegangen. "Möglicherweise wegen der Strömung und dem starken Wind geriet der Mann dann plötzlich in Schwierigkeiten." Kite-Surfer konnten die zwei Schwimmer an Land bringen. Aber trotzt längerer Reanimationsversuche sei der Mann verstorben. In: Sohn muss Tod mitansehen. Deutscher Tourist ertrinkt in den Niederlanden in Nordsee. Kölner Stadtanzeiger. 15. Juli 2024.
  • [19] Ripp- oder Ripströme, auch Brandungsrückströme genannt, entstehen dort, wo das von Wellen aufgelaufene Wasser gebündelt als Strom ins Meer zurück läuft. Weltweit sind diese Strömungen bekannt für ihre tödliche Sogwirkung hinaus aufs offene Meer. Die niederländische Rettungswacht weist ausdrücklich auf die Gefahr dieser "muistroomen" hin. Auch an der deutschen Nordseeküste kann man sie gut beobachten. Die "seewärts gerichteten Rippströme" erreichen "Strömungsgeschwindigkeiten von über 140 cm/s." In: Hansjörg Streif: Das ostfriesische Küstengebiet. Nordsee, Inseln, Watten und Marschen. Sammlung Geologischer Führer 57. Verlag der Gebrüder Bornträger. Zweite, völlig neubearbeitete Auflage. 1990. ISBN: 3-443-15051-9. Dort auf Seite 128. Siehe mehr unter Brandungsrückstrom ↗
  • [20] "To simulate oil spills, 3% of the wind speed is commonly added to background currents to account for the surface drift current (e.g., le Hénaff et al., 2012). Similar practices are used to simulate dispersion of seagrass seeds (e.g., Erftemeijer et al., 2008)." In: Mirja van der Mheen et al.: Depth-Dependent Correction for Wind-Driven Drift Current in Particle Tracking Applications. Front. Mar. Sci., 06 May 2020. Sec. Coastal Ocean Processes. Volume 7. 2020. Online: https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00305
  • [21] Die Gezeitenströme erreichen an der deutschen Nordseeküste besonders hohe Geschwindigkeiten bei Ebbe in den sogenannten Seegaten, den Durchlässen zwischen den Inseln. Für diese Stellen werden Strömungsgeschwindigkeiten von bis 1,5 m/s genannt.
  • [22] Der Impuls p eines Teilches ist das Produkt aus seiner Masse m und seiner Geschwindigkeit v, also kurz m·v. Siehe mehr zur Physik dazu unter Impuls ↗
  • [24] Als Fermi-Problem oder Fermi-Frage bezeichnet man die Abschätzung einer Größenordnung einer interessierenden Größe mit einfachsten Mitteln, Annahmen aus Allgemeinwissen und groben Überschlägen. Siehe mehr unter Fermi-Problem ↗
  • [25] An dieser Stelle ein ausdrücklich und ehrlicher gemeinter Dank an die Ehrenamtler des Deutschen Roten Kreuzes. Als ich nach dem Selbstversuch als lebende Driftboje aus dem Wasser Richtung Strand lief, wartete dort bereits ein Rettungsschwimmer auf mich. Humorvoll wies er die Daumen nach oben, als ich auf ihn zukam. Er wies mich darauf hin, dass der mit den Pfählen gekennzeichnet Badebereich sicher sei, aber jenseits davon eine große Gefahr lauere: nur wenige Meter weiter befindet sich knapp unter der Wasseroberfläche eine Steinbuhne. Wird man auf diese Buhne getrieben und von den Wellen an ihr entlang geschrappt wird es schnell gefährlich. Es ist Gold wert, dass Rettungsschwimmer auf solche Gefahren aufmerksam machen und eine bewachte Badezeit anbieten. Auch am nächsten Tag wurde ich bei Annäherung der Pfahllinie wieder auf die Gefahr hingewiesen.
  • [26] In der Festkörperphysik und der Elektrizitätslehre meint die Driftgeschwindigkeit von Elektronen die durchschnittliche Geschwindigkeit, modellhaft angenommen, mit der sich ein Elektron in einem Leiter bei angelegter Spannung bewegt. Diese liegt in der Nähe von einem Zehntel oder 0,1 Millimetern pro Sekunde. Siehe mehr zur Driftgeschwindigkeit im Zusammenhang mit Elektronen im Artikel Driftgeschwindigkeit ↗
  • [27] Die Aufnahme vom 29. Juli 2025 wurde mit einer wasserfesten Kamera DJ Osmo Action 4 gemacht. Die Aufnahme entstand am bewachten Badestrand unmittelbar beim Cafe Pudding. Koordinaten entnommen aus Google Maps: 53°47'41.5"N 7°54'03.5"E. Ich ließ mich als lebende Treibboje möglichst ohne eigene Schwimmbewegungen im Wasser treiben. Um mich zu stabilisieren nahm ich mehr oder minder unbewusst eine oft fast horizontale Haltung ein. Oft waren die Beine auch nach unten wie in Hockenstellung angewinkelt. Der Ton wurde bei der Auswertung ausgeschaltet. Man hörte vor allem verzerrte Windgeräusche sowie das Glucksen von Wasser. Die Nachbearbeitung des Films wurde mit der Software Shotcut auf einem Linux-Rechner durchgeführt. Durch den recht starken Weitwinkel der Kamera erscheinen die Wellen bei weitem nicht so dramatisch hoch, wie sie beim Schwimmen erlebt wurden. Beim hineingehen in die Brandung konnte ich mich stehend nicht gegen die Wellen behaupten. Sie warfen mich ohne weiteres um.
  • [28] Zur Verwendung von Screenshots aus Google Maps für Videos: Lizenz: "Sofern Sie die vorliegenden Nutzungsbedingungen einhalten, wird Ihnen gemäß den Nutzungsbedingungen von Google eine Lizenz zur Verwendung von Google Maps/Google Earth gewährt, die sich unter anderem auf folgende Funktionen erstreckt: a) Karten ansehen und mit Anmerkungen versehen, b) KML-Dateien und Kartenebenen erstellen, c) Mit ordnungsgemäßen Quellenangaben versehene Inhalte online, in Videos und in Printmedien veröffentlichen." Sowie: "If you’re using Google Maps content in an online video (e.g. YouTube) primarily for educational, instructional, recreational, or entertainment purposes, you don’t need to request permission – but you must still follow our general guidelines and attribute properly." Stand 31. Juli 2025. Online: https://about.google/intl/de/brand-resource-center/products-and-services/geo-guidelines/
  • [29] Präzise im Sinne des Metrologie, der Wissenschaft des Messens heißt, dass man mit dem selben Messverfahren immer wieder auch einigermaßen gut dasselbe Messerergebnis bekommt. Das heißt nicht, dass der gemessene Wert dem wahren Wert nahe kommen muss. Aber der gemessene Wert ist dann zumindest gut reproduzierbar. Siehe mehr unter Präzision ↗
  • [30] In der am 1. Juni 2006 beschlossenen "Gefahrenabwehrverordnung für die Gemeinde Nordseeheilbad Wangerooge" heißt es im im
"§ 10 Strandordnung": "Das Baden ist aus Sicherheitsgründen nur inerhalb der örtlich durch Leinen abgegrenzten Badeplätze und nur zu den festgesetzten Badezeiten erlaubt." Die Leinen hängen zwischen den an den Badestränden aufgestellten Pfahlreihen im Wasser.
  • [31] Zur Definition aus zwei Komponenten: "The drift current consists of two components: Stokes drift and a wind-induced shear current." In: Mirja van der Mheen et al.: Depth-Dependent Correction for Wind-Driven Drift Current in Particle Tracking Applications. Front. Mar. Sci., 06 May 2020. Sec. Coastal Ocean Processes. Volume 7. 2020. Online: https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00305
  • [33] Die Stokes Drift und der direkt vom Wind getriebene Anteil der Strömung werden oft zusammen betrachtet. Aber die gemeinsame Betrachtung, unter Vernachlässigung der unterschiedenen Einzelanteile, kann zu falschen Einschätzungen führen: "Studies of the combined Stokes drift and wind-induced current shear have not yet provided a consensus on the surface flows that are expected in different conditions, particularly when there are swells present which may have very different orientations to the wind (Breivik et al., 2014; Morey et al., 2018; Clarke and Van Gorder, 2018). There is a consensus that wind causes a downwind surface flow (wind-induced shear current), with a directional offset of ±10∘ (Clarke and Van Gorder, 2018) and a speed that decreases exponentially with depth with an e-folding depth of a few metres. The literature does not always distinguish the Stokes drift and the wind-induced shear current, and we treat them as a combined phenomenon here. Webb and Fox-Kemper (2015) demonstrate that using the assumption of a unidirectional sea (and therefore ignoring wave-spreading and multidirectional waves) results in a significant overestimation (up to 70 %) of the Stokes drift." In: Helen Czerski, Ian M. Brooks, Steve Gunn, Robin Pascal, Adrian Matei, and Byron Blomquist: Ocean bubbles under high wind conditions – Part 1: Bubble distribution and development. Ocean Sci., 18, 565–586. 2022. This work is distributed under the Creative Commons Attribution 4.0 License. Online: https://os.copernicus.org/articles/18/565/2022/os-18-565-2022.html
  • [34] Driftströmungen treten auch in Binnengewässern auf. Sie verursachen dort eine tägliche vertikel Wasserbewegung von zum Beispiel 5 bis 10 Metern: "When wind blows across a lake’s surface, it pushes the water downwind, inducing periodic currents below the surface (called “internal waves”), which are characterized by vertical movements on the order of 5–10 meters every day. This motion is fundamental to redistributing oxygen, heat, and nutrients that support living organisms," In: E. Underwood: How does wind push water?, Eos, 98. Published on 22 June 2017. Online: https://eos.org/research-spotlights/how-does-wind-push-water
  • [35] "Die windinduzierte Scherspannung in der Meeresoberfläche bildet die treibende Kraft für die großskalige Strömung und Wellen. Beide Phänomene werden gleichzeitig erzeugt und beeinflussen sich gegenseitig." Zum Beispiel: "Messungen zeigen eine Erhöhung des Wasserstandes und eine Küstenlängsströmung in der Umgebung und innerhalb der Gebiete, wo die Wellen brechen." Sowie: "Die modellierte und gemessene mittlere Strömung setzt sich aus der Euler- und Stokesdrift zusammen." In: Jens Murawski: Die Wechselwirkung von Seegang und Strömung: Eine theoretische Grundlegung mit Modellanwendungen. Dissertationsschrift. Universität Hamburg. 2007. ISSN 0344-9629. Die sehr mathematische Betrachtung des Thema belegt eine enge Verbindung von Strömungen aufgrund von Schersprannung und Stokes Drift. Die Dissertation betrachtet beide Phänomene unter dem Aspekt einer Energiebilanz größerer Seebereiche3.
  • [36] Die meisten Fachaufsätze zu Strömungen sind heute auf Englisch verfasst. Der Begriff der wind-induced shear current [31] wird dort häufig benutzt. Eine deutsche Übersetzung wäre: Scherströmung. Dieser Begriff im Deutschen wird zum Beispiel für die Strömungen in schweizer Bergeseen verwendet in: Kolumban Hutter, Jürg Trösch: Über die hydromechanischen und thermodynamischen Grundlagen der Seezirkulation. Nr. 20 Mitteilung der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich. 1975. Herausgegeben von Prof. Dr. D. Vischer.
  • [37] Für den ersten August lauteten die Angaben für das Flugwetter am Flugplatz Wangerooge (EDWG), um 15:35 Uhr: "Windmittel 8,1 kts, Windmittel 7,5 kts, Windrichtung aus Nord, Böe letzte Stunde aus NNW mit 17,8 kts, Windstärke 3 Bft". Mein Treibversuch fand gegen 17.00 Uhr statt. Seltsam ist, dass das Flugplatzwetter eine Windrichtung aus Nord angibt während der Wind am Strand gemessen an den Fahnen mit nur leicht nördlicher Komponenten aus Westen blies. Quelle für die Wetterangaben am Flugplatz: www.edwg.de/wetter
  • [38] UTC steht für Weltzeit. Sie wird in der Fliegerei häufig verwendet bei Flügen über Zeitgrenzen hinweg nicht ständig Umrechnungen vornehmen zu müssen. Für die deutsche Sommerzeit, die zur Zeit der Versuche galt, muss man zur UTC zwei Stunden hinzuaddieren, um zur örtlichen Zeit kommen. 13:52 UTC waren auf Wangerooge also 15:52 örtliche Zeit.