Gestörte Überlagerung

Bei einer gestörten Überlagerung von zwei oder mehr Wellen ist die Höhe der resultierenden^[1] Welle nicht gleich der arithmetischen Summe^[2] der Höhen aller beteiligten Welle. Wenn eine Welle mit einer 3 cm hohen Wellenkamm auf eine Welle mit einem 4 cm hohen Wellenkamm trifft, und die Höhe des gemeinsamen Wellenkamms nicht 7 cm beträgt, dann ist die Überlagerung gestört. In der Natur zeigt sich das zum Beispiel bei hochspritzendem Wasser also Folge „aufeinanderklatschender“ Wellen. Das kommt zum Beispiel vor im Zusammenhang mit einer sogenannten Clapotis. Auch bei einer sogenannten Windsee^[3] wird Energie zwischen Wellen ausgetauscht^[4]. Siehe auch den allgemeinen Artikel zur Überlagerung von Wellen ↗

Fußnoten

[1] Resultierend heißt so viel wie "im Endergebnis". Man spricht zum Beispiel von resultierenden Wellenhöhen oder von resultierenden Kräften. Siehe auch Resultierende ↗

[2] Arithmetische Addition heißt hier lediglich, dass die Werte der Höhen der Einzelwellen mathematisch tatsächlich nur addiert, also "plusgerechnet" werden. Trifft eine Welle der momentanen örtlichen Höhe 4 cm (Wellenberg) auf eine Welle der momentanen örtlichen Höhe von -1 cm (Wellental), so ist die resultierende Wellen zu dieser Zeit an diesem Ort 3 cm hoch. Siehe auch Addition ↗

[3] Die Überlagerung der Wellen in der Windsee ist nicht ungestört: "Wellen unterschiedlicher Länge und Richtung beeinflussen sich gegenseitig und tauschen dabei Energie aus." In: der Artikel "Windsee und Dünung". Wetter- und Klimalexikon des Deutschen Wetterdienstes. Siehe auch Windsee ↗

[4] Auch beim Anwachsen der Wellengröße durch Wind auf einer Wasseroberfläche ist die Überlagerung von Wellen nicht ungestört: "Man nimmt an, daß zunächst geringe Druckschwankungen im turbulenten Windstrom kleine Störungen an der Meeresoberfläche hervorrufen. Wenn die Störungen ein gewisses Ausmaß erreicht haben, koppeln sie an das Windfeld zurück und verursachen damit ein weiteres Anwachsen." Eine wesentliche Rolle spielt dabei der Austausch von Energie zwischen verschiedenen Wellen: "Zusätzlich wird durch nichtlineare Wechselwirkung Energie von den zunächst kurzen in längere Wellen übertragen." Wenn aber Energie zwischen Wellen übertragen wird, ist die Überlagerung der Wellen gestört, also nicht mehr ungestört. In: der Artikel "Seegang". Spektrum Lexikon der Geowissenschaften. Stand 4. März 2025. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/seegang/14669