Ze stijgen blijkbaar in de zee “uit niets” (of bijna) en kunnen echt verwoestend zijn: de abnormale golven zijn echter helemaal niet abnormaal, maar hebben een rationele verklaring die onafhankelijk is van de zaak. De ontdekking is het werk van een internationale onderzoeksgroep onder leiding van Georgia Institute of Technology.
De “geschiedenis” van de abnormale golven
In de geschiedenis en soms aan de grenzen van de legende zijn er veel verhalen over afwijkende golven die onherstelbare rampen hebben veroorzaakt voor schepen en andere boten. Maar wat er in 1995 gebeurde, was een breed gedocumenteerd feit, dat de tragedie raakte.
Op 1 januari van dat jaar, in feite, in feite het olieplatform Draupneroffshore in de Noordzee, werd geraakt door een afwijkende golf van meer dan 26 meter, zoals gedetecteerd door de laserapparaten die op het platform zelf werden geplaatst.
Er waren geen slachtoffers, maar het platform was beschadigd. En ja, er was een storm aan de gang, maar de golven waren gemiddeld 12 meter hoog. Daarom werd die van 26, meer dan het dubbele en geïsoleerde, “abnormaal” genoemd.
De dominante theorie over de vorming van anomale golven is een fenomeen dat modulaire instabiliteit wordt genoemd, een fenomeen waarmee kleine variaties in de timing en afstand tussen de golven de concentratie van energie in een enkele golf veroorzaken. In plaats van uniform verdeeld te blijven, verandert het model van de golven daarom, waardoor de ene plotseling veel groter wordt dan de anderen.
In 2016 is een team van onderzoekers van het Institute of Marine Sciences of the CNR en de Europees centrum voor weersvoorspellingen met middelgrote afstand Hij analyseerde de zaak opnieuw, met name de weer-oceanografische omstandigheden die de golf genereerden.
Hun studie heeft aangetoond, door een geavanceerd model dat natuurkunde en meteorologie combineert, dat de abnormale golf van Draupner Het werd gegenereerd door de convergentie van twee golfsystemen met verschillende meteorologische oorsprong en richting, respectievelijk uit het noorden en noordwesten.
De nieuwe studie
Het team onder leiding van het Georgian Institute heeft nu 27.500 golven geanalyseerd die in 18 jaar in de Noordzee zijn verzameld, de gegevensset van deze meest complete soort ooit verzameld, met elke registratie die 30 minuten gedetailleerde golfactiviteit heeft vastgelegd (hoogte, frequentie en richting).
De resultaten ondervroegen geconsolideerde hypothesen: in feite benadrukten ze hoe, om te gebeuren, deze imposante golven helemaal geen “exotische” of buitengewone krachten vereisen, maar alleen een bepaalde afstemming van de “normale”.
De abnormale golven volgen de natuurlijke bevelen van de oceaan, zijn geen uitzonderingen – legt Francesco Fedele uit, die de studie leidde – dit is de meest duidelijke concrete test die ooit tot nu toe is verkregen
De onderzoekers onderstrepen met name dat modulaire instabiliteit nauwkeurig is wanneer de golven binnen kanalen worden beperkt, zoals in laboratoriumexperimenten, waarbij energie slechts in één richting kan stromen. In de open zee kan energie zich echter in verschillende richtingen verspreiden.
Toen ze de gegevens van de Noordzee analyseerden, vonden wetenschappers in feite geen bewijs van modulaire instabiliteit in de abnormale golven. In plaats daarvan ontdekten ze dat grotere golven het product lijken te zijn van twee eenvoudigere effecten:
- Lineaire focus, die plaatsvindt wanneer ze op verschillende snelheden en aanwijzingen kunnen reizen die ze tegelijkertijd en plaats aansluiten: op deze manier “accumuleren” ze een veel hogere nok dan normaal;
- Tweede-orde niet-lineariteit, vanwege natuurlijke effecten van de golven die de vorm van een golf verlengen, waardoor de nok steiler en afvloeit en de buik afvloeit: deze vervorming maakt de golven hoger dan 15-20%.
Met andere woorden, wanneer dit twee standaardgedrag van de golven uitlijnen, is het resultaat een veel grotere golf. Het niet -lineaire karakter van de oceaangolven biedt verdere impuls en duwt ze om verder uit te breiden.
Wat nu verandert (of liever, wat zou moeten veranderen)
De onderzoekers benadrukten op dit punt de urgentie om dit onderzoek in de echte wereld toe te passen: de abnormale golven zijn helaas niet alleen theoretisch en we hebben het gezien. Ze zijn echt, krachtig en vormen een gevaar voor schepen en structuren offshore.
Veel voorspellingsmodellen hebben nog steeds betrekking op abnormale golven als onvoorspelbare gebeurtenissen. En het is absoluut niet goed.
Ze zijn extreem, maar verklaarbaar
En daarom mogelijk voorspelbaar: maar het is noodzakelijk om deze modellen bij te werken voor de veiligheid van marine -navigatie, kuststructuren en olieplatforms.
Dit alles moet worden ontworpen om deze extreme gebeurtenissen te weerstaan
Op dit moment werken de onderzoekers het automatische leermodel bij om tientallen jaren van gegevens over de golven te analyseren, trainingsalgoritmen om de subtiele combinaties te detecteren – hoogte, richting, timing – die voorafgaan aan extreme golven, met als doel meteorologen meer nauwkeurige hulpmiddelen te bieden om te voorspellen wanneer een anomalale golf zou kunnen raken.
Hoewel oceaangolven willekeurig lijken, volgen extreme golven zoals de abnormale een volledig herkenbaar natuurlijk schema. Elke abnormale golf brengt een soort “digitale voetafdruk” met zich mee, of een groep golven gestructureerd voor en na de piek die onthult hoe het werd gevormd.
De abnormale golven zijn gewoon een slechte dag op zee – het zijn extreme evenementen, maar ze maken deel uit van de taal van de oceaan. We leren eindelijk naar hen te luisteren
Het werk werd gepubliceerd op Wetenschappelijke rapporten.
Wil je ons nieuws niet verliezen?
Bronnen: Georgia Institute of Technology / Scientific Reports
