Forudsigelse af Rogue Waves

Forskere fra den tyske rumfartsorganisation siger, at de har kortlagt hændelser af ekstremt store bølger, kendt som rogue waves, ved hjælp af syntetiske aperture radar (SAR) satellitdata, og vil snart udgive et massivt bølgeatlas for første gang. Sådanne bølger kan på mystisk vis stige 100 fod (eller omkring højden af ​​en 12-etagers bygning) og sænke massive fragtskibe i deres kølvand.

Sporing af monsterbølger: Forskere fra den tyske rumfartsorganisation bruger satellitdata, der angiver gennemsnitlige bølgehøjder til at beregne, hvor slyngelbølger kan forekomme.

Det videnskabelige samfund har været langsomme til at validere eksistensen af ​​slyngelbølger, som er løst defineret som at have en individuel tophøjde, der er mere end dobbelt så høj som den gennemsnitlige højde af omgivende bølger. Udover sømænds øjenvidneberetninger og mærkbare skibsskader, har beviser for unormalt store bølger, som er ekstremt sjældne, været begrænset til kun nogle få sjældne fotos, havolieplatformsaflæsninger og meget lejlighedsvise bøjedataaflæsninger.

Multimedier

• Se en forstørrelse af kortet ovenfor

Vanskeligheder med at opdage fænomenet skyldes de begrænsede områder, som traditionelle bølgehøjde-målesystemer dækker. Der er et relativt lille antal bøjer eller olieplatforme, der indsamler sådanne data, og de er sjældent indsat i fjerntliggende oceaner og have, hvor slyngelbølger menes at være mere tilbøjelige til at dukke op. Under de meget sjældne omstændigheder, hvor høje bølger stiger mod bøjer eller olieplatforme, bliver bølgehøjdesensorer ofte beskadiget. Bøjer, der kan modstå påvirkningen uden at blive ødelagt, er ofte ude af stand til at måle freak-bølger, der er dobbelt så høje som den gennemsnitlige tophøjde. Målinger af slyngelbølger er i stedet ofte angivet som forkerte aflæsninger.

Nu med to års data fra European Space Agency (ESA) satellitter på slæb, siger videnskabsmænd fra den tyske rumfartsorganisation, at de er i stand til at tilbyde et rogue-wave-kort ved at drage fordel af satellitternes globale dækning. Forskerne brugte data fra to ESA-satellitter, der kredsede om jorden 12 gange om dagen og tog SAR-billeder hver 200. kilometer i to år. SAR er et fjernmålingsradarsystem, hvormed billeder skabes ved at spore, hvordan udsendte radiobølger hopper fra jordens overflade.

Ved hjælp af data fra mere end en million billeder beregnede den tyske rumfartsorganisations forskere derefter havets overfladehøjder med ligninger og modeller, de lavede. Forskerne har fundet slyngelbølger op til 30 meter høje i Nordatlanten nær Rockall (en ø ud for Grønlands sydvestlige kyst), i det nordlige Stillehav, i Stillehavet sydvest for Australien og nær Kap Horn.

I modsætning til spektraldata udsendt af satellitter, som kun gør det muligt at bestemme gennemsnitlige bølgestørrelser, er den tyske rumfartsorganisations forskningsgruppes SAR-databeregninger mere præcise, siger forskerne. De har været i stand til at bestemme individuelle bølgehøjder rundt om i verden for første gang, fortæller Susanne Lehner, der var involveret i forskningen.

Spektralanalyser giver kun et gennemsnit over et område, siger Lehner. Vi udledte overfladearealerne, bølgehøjderne fra top til bund og toppen af ​​individuelle bølger.

Ved at bruge den tyske rumfartsorganisations rogue-wave-atlas, der udpeger, hvor monsterbølgerne har dukket op tidligere, kunne vejrudsigter i realtid i teorien hjælpe med at forhindre mange ulykker og dødsfald på det åbne hav ved at indikere, hvornår og hvor farligt høje rogue-bølger kan forekomme. Faktisk er skibssænkninger og efterfølgende dødsfald forårsaget af fænomenet sandsynligvis flere end officielt registreret, siger Lehner, givet det store antal fartøjer, der simpelthen forsvinder sporløst hvert år.

En slyngelbølge, for eksempel, sænkede sandsynligvis tyskeren München fragtskib i Atlanten i 1978. Spredte rester af den München 's vragdele angiver kraften af ​​bølgen, der bragte det ned. Det Bremen , en luksus ocean liner, menes at have stødt på en 30 meter bølge i det sydlige Atlanterhav i 2001; det blev målt ved højden af ​​anslaget mod skibets bro. Det Bremen 's elektroniske kontroller og motorer blev et øjeblik slukket efter bølgen ramte, hvilket fik skibet til at svinge sidelæns mod indkommende bølger. Havde skibets motorer ikke været startet kort efter, rapporterede skibets kaptajner, var skibet næsten sikkert gået ned.

Forskerne siger, at dette kort over slyngelbølger ikke vil ændre sig så meget over tid, hvilket gør det endnu mere nyttigt. Nu hvor de har fundet, hvor disse enorme monsterbølger er dukket op, ved forskerne, hvor de sandsynligvis vil forekomme igen. Med deres vejrdata i realtid og prognoser for gennemsnitlig bølgehøjde kunne slyngelbølgekortene hjælpe med at redde liv. Hvis prognoser viste, at f.eks. gennemsnitlige bølgehøjder ville være 10 meter eller mere ved en bestemt koordinat, hvor slyngelbølger har været kendt for at forekomme, kunne de relevante myndigheder blive advaret.

Nogle videnskabsmænd forbliver dog forsigtigt skeptiske. At bruge SAR-data til at finde vind- og bølgehøjdemålinger er en god idé, og måske den eneste måde, du kan få et globalt overblik over disse parametre, siger Kristian Dysthe , en matematiker ved Universitetet i Bergen i Norge, som ikke var involveret i forskningsprojektet. Men der er stadig usikkerhed om de anvendte [ligninger].

Den ultimative test til at bestemme nøjagtigheden af ​​den tyske rumfartsorganisations individuelle bølgekort vil afhænge af bøjer og andre fortøjninger med sensorer, der kan kontrollere og kalibrere resultaterne. Derfor William W. Drennan , fra University of Miami, håber at placere bøjer på den sydlige halvkugle ud for Australiens kyst, hvor, siger han, bølgerne har en tendens til at være de højeste. Fortøjningerne vil være robuste nok til at modstå påvirkningen af ​​bølger på op til 30 meter eller mere, siger Drennan.

Jeg tror ikke, at [det tyske rumfartsagenturs] data er forkerte, men du kan ikke bekræfte deres målinger af individuelle bølger med data nu, fordi du virkelig skulle have været der på det rigtige tidspunkt og sted, siger Drennan. Men hvis du er det rigtige sted længe nok, som i det sydlige ocean, kan du gøre det.

Men hvor kommer useriøse bølger fra? At besvare dette spørgsmål er et af de mål, som den tyske rumfartsorganisation deler med forskere på institutter og universiteter rundt om i verden. På nuværende tidspunkt eksisterer der flere teorier. Krydsning af have og bølger fra forskellige storme, strømme og topografier, og hvad Lehner kalder den ikke-lineære interaktion mellem forskellige individuelle bølger, menes alle at spille ind.

I mellemtiden siger forskere fra den tyske rumfartsorganisation, at de snart vil have flere ESA-satellitdata til rådighed for at tilføje til deres bølgeatlas-kort. Billeder taget af ESA-satellitter fra 2003 til 2007 kan være tilgængelige som supplement til deres bølgemålingsdatabase inden for to år.

skjule