Studija pokazuje da su tzv. lude valove na oceanu puno češći nego što se pretpostavljalo. 

Primjenom trodimenzionalnog snimanja oceanskih valova zabilježili smo neobična mora koja stvaraju poznatu pojavu poznatu kao ludi valovi. Naši su rezultati sada objavljeni u časopisu Physical Review Letters.

Ludi valovi su ogromni koluti mora, dvostruko viši od susjednih valova, koji se pojavljuju kao da dolaze niotkuda. Priče o nezamislivim vodenim planinama visokim kao zgrade od deset katova postojale su stoljećima u pomorskim legendama i književnosti.

Nedavna tehnologija omogućila je znanstvenicima da uoče lude valove na otvorenom moru, pretvarajući legende u stvarnost. Prvo i najpoznatije mjerenje bilo je Draupnerov val, 25,6 metara visok monstrum zabilježen na Sjevernom moru 1. siječnja 1995. godine.

Iako postoje promatranja, još uvijek ne znamo koliko često se ludi valovi pojavljuju ili možemo li ih predvidjeti. Zapis o ludoj valu ne uključuje specifične značajke koje bi razlikovale more oko njega, stoga ne možemo napraviti usporedbe ili predvidjeti potrebne uvjete.

Naš tim zaplovio je na južnoafričkom ledolomcu S.A. Agulhas-II tragajući za ludim valovima diljem Južnog oceana, gdje snažni vjetrovi oblikuju najopakije valove na Zemlji.

Što stvara lude valove?
U slučajnom okruženju oceanskih valova, nekoliko mehanizama dovodi do pojavljivanja ludih valova. Jedan od glavnih izvora uključuje preklapanje više valova na istom mjestu i u isto vrijeme. To rezultira koncentriranom energijom, što dovodi do visokih valova.

U konstantnim uvjetima oceana, ludi valovi nastali na ovaj način mogu se pojaviti jednom svaka dva dana na određenoj lokaciji. No, ocean je dinamičan, pa uvjeti rijetko ostaju konstantni dugo vremena – što smanjuje vjerojatnost pojave ludih valova. Preklapanje valova može biti minimalno ili nepostojeće čak i tijekom dugotrajnih i intenzivnih oluja.

Numeričke i laboratorijske studije sugeriraju da jaki vjetrovi također doprinose razvoju ludih valova jer jače djeluju na neke već visoke oblike valova. Međutim, vjetar se rijetko uzima u obzir u analizi ludih valova.

Vjetar potiče valove na oceanu da postaju sve viši, duži i brži. U toj fazi, valovi su "mladi" i žudni za ulazom vjetra. Kada valovi postanu brži od vjetra, prestaju se ubrzavati i dostižu "zrelu" fazu punog razvoja.

Kroz ovaj proces, vjetar stvara kaotičnu situaciju u kojoj koegzistiraju valovi različitih dimenzija i smjerova.

Naše nedavne opservacije pokazuju da se jedinstveni uvjeti mora s ludim valovima mogu pojaviti tijekom "mlade" faze – kada su valovi posebno osjetljivi na vjetar. To sugerira da bi parametri vjetra mogli biti nedostajuća karika. Međutim, ima još toga za razmotriti.

Moćni valovi pojačavaju jedni druge
Valovi na oceanu jedna su od najmoćnijih prirodnih sila na Zemlji i mogli bi postati još moćniji u budućnosti zbog klimatskih promjena. Ako polje valova posjeduje ekstremnu količinu energije – kada su valovi strmiji i većina ih ima sličnu amplitudu, duljinu i smjer – drugi mehanizam može potaknuti stvaranje ludih valova.

Ovaj mehanizam uključuje razmjenu energije između valova koja proizvodi "samo-pojačavanje", gdje jedan val neumjereno raste na račun svojih susjeda. Teorijske studije pokazuju da bi to moglo desetorostruko povećati vjerojatnost ludih valova.

Dok se samo-pojačavanje manifestira kao kovitlaci – pjenasti, zračni vrhovi nemirnih valova – do sada nije bilo dokaza da može učiniti lude valove vjerojatnijima u oceanu.

Nedavni eksperimenti sugeriraju da vjetar može učiniti ekstremne događaje poput ludih valova češćima. No, ovaj aspekt nije temeljito istražen.

Što smo otkrili na Južnom oceanu?
Koristili smo novu trodimenzionalnu metodu snimanja za skeniranje površine oceana tijekom ekspedicije. Oponaša ljudski vid: senzori koji se nalaze blizu snimaju sekvence simultanih slika. Računalni algoritmi zatim usklađuju parove slika kako bi rekonstruirali trodimenzionalne dubine – talasitu površinu.

Dok je naš brod prolazio kroz nekoliko oluja, senzori su zabilježili podatke tijekom različitih faza rasta valova – od ranih faza mladih valova potaknutih vjetrom, do zrelih valova koji nisu pod utjecajem vjetra.

Naši rezultati pokazuju da mladi valovi pokazuju znakove samo-pojačavanja i povećane vjerojatnosti ludih valova. Zabilježili smo valove dvostruko više od svojih susjeda jednom svakih šest sati.

To odražava ono što su laboratorijski modeli prijavili: teorijski uvjeti mora skloniji samo-pojačavanju proizveli bi više ludih valova.

Za razliku od toga, zrela mora ne pokazuju povećanu vjerojatnost ludih valova. Nismo ih otkrili pod tim uvjetima.

Naši nalazi izazivaju prethodno razmišljanje: da samo-pojačavanje ne mijenja vjerojatnost ludih valova u oceanu. Također smo pokazali da prilikom razvoja alata za predviđanje ludih valova, moramo temeljito uzeti u obzir vjetar. Napokon, to je prirodna značajka otvorenog mora.

Original:
Alessandro Toffoli
Profesor oceanskog inženjerstva na Sveučilištu u Melbourneu