Wetenschap
Gigantische schurkengolven:expeditie naar de Zuidelijke Oceaan onthult dat wind de belangrijkste oorzaak is
Een expeditie van de Universiteit van Melbourne naar de zuidelijkste wateren rond Antarctica heeft ontdekt dat wind de vorming van kolossale golfgolven aandrijft, en dat deze onvoorspelbare golven vaker voorkomen dan wetenschappers eerder hadden gedacht. Dit levert cruciale informatie op voor toekomstige modellen voor het voorspellen van schurkengolven.
P>Een schurkengolf is een enkele deining die veel hoger is dan nabijgelegen golven, die schepen of kustinfrastructuur kunnen beschadigen. Oceaangolven behoren tot de krachtigste natuurlijke krachten op aarde, en aangezien mondiale trends suggereren dat de oceaanwind harder zal waaien als gevolg van de klimaatverandering, kunnen oceaangolven krachtiger worden.
In een onderzoek gepubliceerd in Physical Review Letters ontdekte het onderzoeksteam onder leiding van professor Alessandro Toffoli dat schadelijke golven voortkomen uit sterke windkrachten en onvoorspelbare golfvormpatronen, wat een idee bevestigt dat voorheen alleen in laboratoriumexperimenten werd aangetoond.
Professor Toffoli zei:"Schurkengolven zijn kolossaal – twee keer zo hoog als aangrenzende golven – en verschijnen schijnbaar uit het niets."
Gebruikmakend van de modernste technologie en op expeditie naar een van de meest vluchtige oceanische gebieden van de aarde, heeft het onderzoeksteam een nieuwe techniek ingezet voor driedimensionale beeldvorming van oceaangolven. Met behulp van stereocamera's aan boord van de Zuid-Afrikaanse ijsbreker SA Agulhas II tijdens de expeditie naar Antarctica in 2017 legden ze zeldzame inzichten vast in het gedrag van golven in dit afgelegen gebied.
Hun methode, waarbij het menselijk gezichtsvermogen werd nagebootst door middel van sequentiële beeldvorming, stelde het team in staat het golvende oceaanoppervlak in drie dimensies te reconstrueren, waardoor ongekende duidelijkheid werd geboden in de dynamiek van oceaangolven.
De eerste wetenschappelijke meting van een schurkengolf was de 25,6 meter lange Draupnergolf, geregistreerd in de Noordzee in 1995. In de 21e eeuw zijn 16 vermoedelijke schurkengolfincidenten gerapporteerd.
"De woelige zeeën en wilde winden op Antarctica kunnen ervoor zorgen dat grote golven zichzelf 'versterken', wat resulteert in afwijkende golffrequenties die wetenschappers al jaren hadden getheoretiseerd, maar nog niet konden verifiëren in de oceaan," zei professor Toffoli.
Op basis van numerieke en laboratoriumstudies, die de rol van wind bij de vorming van schurkengolven suggereerden, hebben de observaties van het onderzoeksteam deze theorieën in de werkelijke oceanische omgeving gevalideerd.
"Onze waarnemingen laten nu zien dat unieke zeeomstandigheden met schurkengolven ontstaan tijdens het 'jonge' stadium van golven, wanneer ze het meest reageren op wind. Dit suggereert dat windparameters de ontbrekende schakel zijn", aldus prof. Toffoli.
"De wind creëert een chaotische situatie waarin golven van verschillende afmetingen en richtingen naast elkaar bestaan. Wind zorgt ervoor dat jonge golven hoger, langer en sneller groeien. Tijdens deze zelfversterking groeit een golf onevenredig ten koste van zijn buren.
"We laten zien dat jonge golven tekenen van zelfversterking vertonen en een grotere kans hebben om kwaadaardig te worden vanwege de wind. We hebben elke zes uur golven geregistreerd die twee keer zo hoog zijn als hun buren", aldus professor Toffoli.
"Dit weerspiegelt laboratoriummodellen:dat zeecondities theoretisch meer vatbaar zijn voor zelfversterking, produceren meer schurkengolven. Daarentegen hebben we geen schurkengolven gedetecteerd in volwassen zeeën, die niet worden beïnvloed door wind."
Professor Toffoli benadrukte het cruciale belang van het integreren van de winddynamiek in voorspellende modellen voor het voorspellen van valse golven.
"Dit laat zien dat wetenschappers bij het ontwikkelen van tools voor het voorspellen van schurkengolven grondig rekening moeten houden met wind."