Det krever en perfekt storm å generere en freak wave, en vegg av vann så uforutsigbar og kolossal at den lett kan ødelegge og synke skip, viser en ny studie.
Ta for eksempel Draupner-frikebølgen, som slo til 1. januar 1995, nær Draupner oljeplattform utenfor kysten av Norge. Den bølgen nådde utrolige 25,6 meters høyde, eller omtrent høyden på fire voksne sjiraffer stablet oppå hverandre. En annen berømt useriøs bølge er avbildet av den japanske kunstneren Katsushika Hokusai i sitt treblokktrykk fra det 19. århundre kalt "The Great Wave", som viser en enorm bølge av vann øyeblikk før en uunngåelig krasj.
For å finne ut hvorfor disse freak-bølgene fremstår så plutselig og uten forvarsel, reproduserte et internasjonalt team av forskere fra England, Skottland og Australia en skalert kråke av Draupner-bølgen i en laboratorietank.
Teamet avkodet vellykket den useriøse bølgens oppskrift: Det trenger ganske enkelt to mindre bølgrupper som skjærer seg i en vinkel på omtrent 120 grader, fant de ut.
Oppdagelsen forskyver forskernes forståelse av freak bølger "fra bare folklore til et troverdig fenomen i den virkelige verden," sa forsker Mark McAllister, forskningsassistent ved Institutt for ingeniørvitenskap ved University of Oxford i England, i en uttalelse. "Ved å gjenskape Draupner-bølgen i laboratoriet, har vi beveget oss et skritt nærmere å forstå de potensielle mekanismene til dette fenomenet."
Når havbølger bryter under typiske omstendigheter, overskrider væskens hastighet (hastigheten og retningen på vannet) på toppen av bølgen, kjent som kammen, hastigheten på selve kronen, sa McAllister til Live Science i en e-post. Dette får vannet i toppen til å overta bølgen, og deretter krasje nedover når bølgen bryter.
Men når bølger krysser i stor vinkel (i dette tilfellet 120 grader), endres bølgebrytende atferd. Når bølger krysser seg, blir den horisontale væskehastigheten under bølgekammen kansellert, og den resulterende bølgen kan bli høyere og høyere uten å krasje. "Således forekommer det at plunging av brudd ikke lenger oppstår og jet-lignende brudd oppover, som illustrert i videoen vår. Og tilsynelatende begrenser denne andre typen brudd ikke bølgehøyden på samme måte," sa McAllister.
Med andre ord, når bølger krysser i store vinkler, kan de skape monsterbølger som Draupner freak wave og Hokusai's Great Wave.
Bølgegrupper trenger ikke nødvendigvis å møtes i en presis vinkel på 120 grader for å bli useriøse.
"Når det gjelder Draupner-bølgen, er vinkelen på 120 grader det som var nødvendig for å støtte en slik bølge," sa McAllister. Men "mer generelt sett vil en hvilken som helst mengde kryssing i verdenshavene støtte brattere bølger."
Funnet illustrerer "tidligere uobservert bølgebrytende atferd, som skiller seg betydelig fra dagens moderne forståelse av havbølgebrytende," studerer seniorforfatter TS van den Bremer, førsteamanuensis ved Institutt for ingeniørvitenskap ved University of Oxford, heter det i uttalelsen.
Teamet håper at arbeidet deres vil legge grunnlaget for fremtidige studier som en dag kan hjelpe forskere å forutsi disse potensielt katastrofale bølgene, sa de.
De våte og ville eksperimentene ble gjort på FloWave Ocean Energy Research anlegget ved University of Edinburgh.
Sam Draycott, forskningsansvarlig ved School of Engineering ved University of Edinburgh, sa "FloWave Ocean Energy Research Facility er et sirkulært kombinert bølgestrømbasseng med bølgemakere montert rundt hele omkretsen. "Denne unike evnen gjør det mulig å generere bølger fra alle retninger, noe som har tillatt oss å eksperimentelt gjenskape de komplekse retningsbølgeforholdene vi mener er assosiert med Draupner-bølgebegivenheten.
Studien vil bli publisert i 10. februar utgaven av Journal of Fluid Mechanics.
