Een nieuwe analyse die is uitgevoerd ter ondersteuning van het onderzoek naar het zinken van het El Faro-vrachtschip in 2015 heeft de waarschijnlijkheid berekend van een enorme schurkengolf tijdens orkaan Joaquin in oktober van dat jaar - en demonstreerde een nieuwe techniek voor het evalueren van de waarschijnlijkheid van schurkengolven boven de ruimte en tijd.

Met behulp van weers- en zeegegevens vanaf het moment van zinken, samen met een nieuw theoretisch model, een onderzoeker van het Georgia Institute of Technology heeft berekend dat er maar liefst een kans van één op 130 was - over een bepaalde periode en in een gebied - dat er tijdens de orkaan een schurkengolf van 14 meter hoog had kunnen plaatsvinden. Het onderzoek, meldde 11 september in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , kan helpen bij het verbeteren van de voorspelling van malafide golven om rederijen en anderen te helpen de risico's van deze ongebruikelijke golfpatronen te begrijpen.

Het containerschip El Faro was op weg naar Puerto Rico vanuit Jacksonville, Florida voor orkaan Joaquin toen het ten oosten van de Bahama's zonk, het leven van 33 bemanningsleden. De rogue wave-studie werd gedaan in opdracht van de National Transportation Safety Board als onderdeel van haar onderzoek naar de ramp.

"Orkanen produceren zeer extreme omstandigheden met harde wind, dus je hebt zeer energetische zeetoestanden die de kans op deze gebeurtenissen kunnen vergroten, " zei Francesco Fedele, een universitair hoofddocent aan de Georgia Tech School of Civil and Environmental Engineering. "Wij geloven dat deze eerste studie van malafide golven die zich in ruimte en tijd voordoen tijdens orkanen, zal helpen bij het verbeteren van realtime voorspellingen voor rederijen en andere organisaties die het risico van extreme gebeurtenissen in de oceanen moeten begrijpen."

Schurkachtige oceaangolven kunnen schijnbaar uit het niets ontstaan ​​om schepen te laten zinken en olieplatforms te overweldigen met muren van water tot wel 25 meter hoog. De golven komen voort uit een combinatie van constructieve interferentie - een bekend golffenomeen - en niet-lineaire effecten die specifiek zijn voor de complexe dynamiek van oceaangolven. De golven zijn waargenomen in oceanen over de hele wereld, meestal duurt het slechts 20 seconden voordat het verdwijnt. Ze verschillen van tsunami-golven die grote afstanden kunnen afleggen nadat ze zijn gecreëerd door onderwateraardbevingen of aardverschuivingen.

Fedele en zijn collega's hebben jarenlang malafide golven bestudeerd, en gebruikte in 2016 geavanceerde wiskundige technieken om een ​​nieuw begrip te ontwikkelen van hoe de golven zich vormen. Na het zinken van El Faro, Fedele werd gevraagd om de waarschijnlijkheid te evalueren dat er een schurkengolf zou kunnen zijn opgetreden tijdens de orkaan toen het schip zonk terwijl het op gewelddadige zeeën dreef nadat het motorvermogen had verloren.

De sleutel tot de nieuwe voorspellingstechniek is rekening te houden met ruimte-tijdeffecten die de kans kunnen vergroten dat een schip een schurkengolf tegenkomt.

Fedele vergeleek deze ruimte-tijdanalyse met de inspanningen van surfers om een ​​grote golf te vinden om op te rijden. Surfers vergroten hun kans op het vinden van een ongewoon grote golf door rond een gebied met kleinere golven in de buurt van een strand te peddelen. Als ze op één plek blijven, ze zouden uiteindelijk zo'n golf tegenkomen, maar dat kan veel langer duren.

Het door Fedele ontwikkelde theoretische model houdt rekening met de grootte van het schip, wat ook de kans op zo'n golf vergroot. De El Faro was 240 meter lang, vergelijkbaar met de typische golflengte van een schurkengolf. Eerdere malafide golfmodellen hadden geen rekening gehouden met de grootte van het schip bij het berekenen van de kans op een potentieel catastrofale golf.

"Een schip dat langs een navigatieroute beweegt, bestrijkt meer ruimte-tijdgebied, de kans vergroten dat het een grote golf zou tegenkomen, Fedele zei. "We simuleerden de toestand van de oceaan op het moment van het zinken, en daaraan hebben we voorspellingen van de oceaancondities toegevoegd. We hebben golfsimulaties gedaan op basis daarvan om inzicht te krijgen in het soort omstandigheden dat het schip tegenkwam."

Gegevens en simulaties van weer- en zeecondities werden geleverd door de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). De onderzoekers bestudeerden de kans dat het schip een golf van 14 meter hoog tegenkomt - ongeveer 46 voet. Die meting omvatte alleen de hoogte boven het gemiddelde zeeniveau en hield geen rekening met de diepte van de golftrog.

Bij toekomstig werk, de onderzoekers willen de nauwkeurigheid van hun voorspellingen verbeteren om de malafide golfvoorspellingsalgoritmen die door NOAA worden gebruikt, te verbeteren.

"Het ruimte-tijdmodel dat voor deze studie is ontwikkeld, zou de basis kunnen vormen voor de volgende generatie golfvoorspellingsmodellen om extreme golven te voorspellen en vroegtijdige waarschuwingen te geven aan rederijen en anderen om hen te helpen gevaarlijke gebieden met risico op schurkengolven te vermijden, ' zei Fedele.