En gång avskedad som en nautisk myt har freakish havvågor som stiger så höga som tio våningar flerfamiljshus accepterats som en ledande orsak till stora fartyg sjunker. Resultat från ESA: s ERS-satelliter hjälpte till att fastställa den utbredda existensen av dessa "skurk" -vågor och används nu för att studera deras ursprung.
Kraftigt väder har sjunkit mer än 200 supertankers och containerfartyg som överstiger 200 meter under de senaste två decennierna. Rogue vågor tros vara den viktigaste orsaken i många sådana fall.
Sjömän som överlevde liknande möten har haft anmärkningsvärda historier att berätta. I februari 1995 mötte kryssningsfartyget drottning Elizabeth II en 29 meter hög skurkvåg under en orkan i Nordatlanten som kapten Ronald Warwick beskrev som ”en stor mur av vatten? det såg ut som om vi skulle gå in i White Cliffs of Dover. ”
Och inom veckan mellan februari och mars 2001 två härdade turistkryssare? Bremen och den Caledoniska stjärnan? hade deras bryggfönster krossade av 30 meter oseriösa vågor i södra Atlanten, lämnade det förra fartyget drift utan navigering eller framdrivning under en period av två timmar.
"Incidenterna inträffade med mindre än tusen kilometer från varandra," säger Wolfgang Rosenthal - Senior Scientist med forskningscentret GKSS Forschungszentrum GmbH, beläget i Geesthacht i Tyskland - som har studerat skurkvågor i flera år. ”All elektronik stängdes av på Bremen när de drev parallellt med vågorna, och tills de startades igen trodde besättningen att det kunde ha varit deras sista dag vid liv.
”Samma fenomen kunde ha sjunkit många mindre lyckliga fartyg: två stora fartyg sjunker i veckan i genomsnitt, men orsaken studeras aldrig till samma detalj som en flygkrasch. Det sätts helt enkelt ner på "dåligt väder". ”
Offshore-plattformar har också slagits: den 1 januari 1995 drabbades Draupner-oljeriggen i Nordsjön av en våg vars höjd mättes av en laseranordning ombord på 26 meter, med de högsta vågorna runt 12 meter.
Objektiva radarbevis från denna och andra plattformar? radardata från Nordsjöns Goma-oljefält registrerade 466 oseriösa vågmöten på 12 år - hjälpte till att konvertera tidigare skeptiska forskare, vars statistik visade att så stora avvikelser från den omgivande havsstaten borde förekomma en gång vart 10000 år.
Det faktum att oseriösa vågor faktiskt äger rum relativt ofta hade stora säkerhets- och ekonomiska konsekvenser, eftersom nuvarande fartyg och offshore-plattformar är byggda för att tåla maximala våghöjder på bara 15 meter.
I december 2000 inledde Europeiska unionen ett vetenskapligt projekt som heter MaxWave för att bekräfta den utbredda förekomsten av rogue vågor, modellera hur de uppstår och överväga deras konsekvenser för kriterier för konstruktion av fartyg och offshore strukturer. Och som en del av MaxWave användes data från ESA: s ERS-radarsatelliter först för att genomföra en global rogue wave folkräkning.
"Utan lufttäckning från radarsensorer hade vi ingen chans att hitta någonting," tillade Rosenthal, som ledde det treåriga MaxWave-projektet. ”Allt vi var tvungna att gå vidare var radardata som samlats in från oljeplattformar. Så vi var intresserade av att använda ERS från början. ”
ESAs dubbla rymdskepp ERS-1 och 2? lanserades i juli 1991 respektive april 1995? båda har en Synthetic Aperture Radar (SAR) som sitt huvudinstrument.
SAR fungerar i flera olika lägen; medan det över havet fungerar i vågläge och förvärvar 10 x 5 km "imagetter" av havsytan var 200 km.
Dessa små fantasier förvandlas sedan matematiskt till genomsnittliga nedbrytningar av vågenergi och riktning, kallad havvågspektra. ESA gör dessa spektra offentligt tillgängliga; de är användbara för vädercentra för att förbättra noggrannheten i deras havprognosmodeller.
"De råa fantasierna görs inte tillgängliga, men med sin upplösning på tio meter trodde vi att de innehöll en mängd användbar information av sig själva," sade Rosenthal. ”Oceanvågspektra tillhandahåller medelvärden om havsstatus men fantasier visar de individuella våghöjderna inklusive ytterligheterna som vi var intresserade av.
“ESA försåg oss med tre veckors data? cirka 30 000 separata imagetter? valdes när Bremen och Caledonian Star blev slagen. Bilderna bearbetades och sökte automatiskt efter extrema vågor i det tyska flyg- och rymdcentret (DLR). ”
Trots den relativt korta tid som uppgifterna täckte identifierade MaxWave-teamet mer än tio individuella jättevågor runt jordklotet över 25 meter i höjd.
"Efter att ha bevisat att de funnits, i högre antal än någon väntat, är nästa steg att analysera om de kan förutsägas," tillade Rosenthal. ”MaxWave avslutades formellt i slutet av förra året, även om två arbetslinjer fortsätter från det? det ena är att förbättra skeppsdesignen genom att lära sig hur fartyg sänks, och det andra är att undersöka mer satellitdata för att analysera om prognoser är möjliga. ”
Ett nytt forskningsprojekt som heter WaveAtlas kommer att använda ERS-fantasier i två år för att skapa ett världsomspännande atlas av rogue våghändelser och genomföra statistiska analyser. Den huvudsakliga utredaren är Susanne Lehner, docent i avdelningen för tillämpad marinfysik vid University of Miami, som också arbetade på MaxWave medan han vid DLR, med Rosental som medutredare för projektet.
"Att titta igenom fantasierna slutar kännas som att flyga, eftersom du kan följa havsstaten längs spåren av satelliten," sa Lehner. "Andra funktioner som isflak, oljeslip och fartyg är också synliga på dem, och det finns därför intresse för att använda dem för ytterligare studierikt.
”Endast radarsatelliter kan tillhandahålla den verkliga globala dataprovtagningen som behövs för statistisk analys av haven, eftersom de kan se genom moln och mörker, till skillnad från deras optiska motsvarigheter. I stormigt väder är alltså radarbilder den enda relevanta informationen som finns tillgänglig. ”
Hittills har vissa mönster redan hittats. Rogue vågor är ofta associerade med platser där vanliga vågor möter havströmmar och virvel. Strömmen hos strömmen koncentrerar vågenergin och bildar större vågor? Lehner jämför den med en optisk lins och koncentrerar energi i ett litet område.
Detta är särskilt sant när det gäller den notoriskt farliga Agulhasströmmen utanför Sydafrikas östkust, men rogue vågassociationer finns också med andra strömmar som Golfströmmen i Nordatlanten och samverkar med vågor som kommer ner från Labradorhavet .
Uppgifterna visar dock att oseriösa vågor förekommer också långt ifrån strömmar, ofta förekommer i närheten av väderfronter och -lågor. Hållbara vindar från långlivade stormar som överstiger 12 timmar kanske förstorar vågor som rör sig med optimal hastighet i synk med vinden? för snabbt och de skulle gå framför stormen och försvinna, för långsamt och de skulle falla bakom.
"Vi känner till några av orsakerna till de oseriösa vågorna, men vi känner inte alla," avslutade Rosenthal. WaveAtlas-projektet är planerat att fortsätta till första kvartalet 2005.
Originalkälla: ESA News Release
