science >> Wetenschap >  >> Fysica

Beroemde buitenissige golf nagebootst in laboratoriumspiegels Hokusais Great Wave

Een team van onderzoekers van de universiteiten van Oxford en Edinburgh heeft voor het eerst de beroemde Draupner-freakgolf nagebootst die in 1995 in de Noordzee werd gemeten.

De Draupner-golf was een van de eerste bevestigde waarnemingen van een buitenissige golf in de oceaan; het werd op 1 januari 1995 in de Noordzee waargenomen door metingen op het Draupner Oil Platform. Freak golven zijn onverwacht groot in vergelijking met omringende golven. Ze zijn moeilijk te voorspellen, vaak plotseling verschijnen zonder waarschuwing, en worden vaak toegeschreven als mogelijke oorzaken van maritieme rampen zoals het zinken van grote schepen.

Het team van onderzoekers wilde de Draupner-golf onder laboratoriumomstandigheden reproduceren om te begrijpen hoe deze buitenissige golf in de oceaan werd gevormd. Ze hebben deze reconstructie met succes bereikt door de golf te creëren met twee kleinere golfgroepen en de kruisingshoek te variëren - de hoek waaronder de twee groepen reizen.

Dr. Mark McAllister van de afdeling Ingenieurswetenschappen van de Universiteit van Oxford zei:"De meting van de Draupner-golf in 1995 was een baanbrekende observatie die de aanzet gaf tot vele jaren van onderzoek naar de fysica van buitenissige golven en hun status verschoof van louter folklore naar een geloofwaardige werkelijkheid -wereldfenomeen. Door de Draupner-golf in het laboratorium na te bootsen, zijn we een stap dichter bij het begrijpen van de mogelijke mechanismen van dit fenomeen gekomen."

Het was de kruisingshoek tussen de twee kleinere groepen die cruciaal bleek voor de succesvolle reconstructie. De onderzoekers ontdekten dat het alleen mogelijk was om de buitenissige golf te reproduceren wanneer de kruisingshoek tussen de twee groepen ongeveer 120 graden was.

Als de golven elkaar niet kruisen, golfbreking beperkt de hoogte die een golf kan bereiken. Echter, wanneer golven elkaar onder grote hoeken kruisen, golfbrekend gedrag verandert en beperkt niet langer de hoogte die een golf op dezelfde manier kan bereiken.

Prof Ton van den Bremer van de Universiteit van Oxford zei:"Deze laboratoriumobservatie werpt niet alleen licht op hoe de beroemde Draupner-golf kan zijn opgetreden, het benadrukt ook de aard en het belang van het breken van golven bij het oversteken van de zee. De laatste van deze twee bevindingen heeft brede implicaties, ter illustratie van voorheen niet waargenomen golfbrekend gedrag, die aanzienlijk verschilt van de huidige state-of-the-art kennis van het breken van oceaangolven."

Tot verbazing van de onderzoekers de golf die ze creëerden vertoonde een griezelige gelijkenis met 'The Great Wave off Kanagawa' - ook bekend als 'The Great Wave' - een houtsnede die in het begin van de 19e eeuw werd gepubliceerd door de Japanse kunstenaar Katsushika Hokusai. Hokusai's afbeelding toont een enorme golf die drie vissersboten bedreigt en torent hoog boven de berg Fuji uit, die op de achtergrond verschijnt. Hokusai's golf wordt verondersteld een freak te verbeelden, of 'schurk, " Golf.

De in het laboratorium gemaakte buitenissige golf vertoont ook sterke gelijkenissen met foto's van buitenissige golven in de oceaan.

De onderzoekers hopen dat deze studie de basis zal leggen voor het voorspellen van deze potentieel catastrofale en enorm schadelijke golven die plotseling zonder waarschuwing in de oceaan optreden.

Experimenten werden uitgevoerd in de FloWave Ocean Energy Research-faciliteit aan de Universiteit van Edinburgh.

Dr. Sam Draycott van de Universiteit van Edinburgh zei:"De FloWave Ocean Energy Research Facility is een cirkelvormig gecombineerd golfstroombassin met golfmakers die rond de hele omtrek zijn aangebracht. Dit unieke vermogen maakt het mogelijk golven vanuit elke richting te genereren, waardoor we experimenteel de complexe gerichte golfcondities hebben kunnen recreëren waarvan we denken dat ze geassocieerd zijn met de Draupner-golfgebeurtenis."

Het onderzoek werd geleid door Dr. Mark McAllister en Prof Ton van den Bremer aan de Universiteit van Oxford, in samenwerking met Dr. Sam Draycott aan de Universiteit van Edinburgh. Dit project bouwt voort op werk dat eerder is uitgevoerd aan de Universiteit van Oxford door de professoren Thomas Adcock en Paul Taylor.