Παίρνει μια τέλεια καταιγίδα για να δημιουργήσει ένα freak κύμα, ένα τείχος νερού τόσο απρόβλεπτο και κολοσσιαίο ώστε να μπορεί εύκολα να καταστρέψει και να βυθίσει πλοία, μια νέα μελέτη βρίσκει.
Πάρτε, για παράδειγμα, το κύμα Draupner freak, το οποίο χτύπησε την 1η Ιανουαρίου 1995, κοντά στην πλατφόρμα Draupner Oil από τις ακτές της Νορβηγίας. Αυτό το κύμα έφθασε σε ένα απίστευτο ύψος των 25 ποδιών (25,6 μέτρα) ή περίπου στο ύψος των τεσσάρων ενήλικων καμηλοπαρδάλων που στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο. Ένα άλλο διάσημο κυματοειδές κύμα απεικονίζεται από τον Ιάπωνα καλλιτέχνη Katsushika Hokusai στην εκτύπωση woodblock του 19ου αιώνα που ονομάζεται "Το Μεγάλο Κύμα", το οποίο δείχνει μια τεράστια ροή νερού στιγμές πριν από μια αναπόφευκτη συντριβή.
Για να καταλάβουμε γιατί αυτά τα freak κύματα εμφανίζονται τόσο ξαφνικά και χωρίς προειδοποίηση, μια διεθνής ομάδα ερευνητών από την Αγγλία, τη Σκωτία και την Αυστραλία αναπαράγει μια κλίμακα κορυφής του κύματος Draupner σε δεξαμενή εργαστηρίου.
Η ομάδα αποκωδικοποίησε με επιτυχία τη συνταγή του αδίστακτου κύματος: Απλά χρειάζεται δύο μικρότερες ομάδες κυμάτων που τέμνονται υπό γωνία περίπου 120 μοιρών, βρήκαν.
Η ανακάλυψη μετατοπίζει την κατανόηση από τους επιστήμονες των freak waves "από απλή λαϊκή παράδοση σε ένα αξιόπιστο φαινόμενο πραγματικού κόσμου", ανέφερε σε δήλωσή του ο επικεφαλής ερευνητής Mark McAllister, βοηθός έρευνας στο Τμήμα Μηχανικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης στην Αγγλία. «Αναδημιουργώντας το κύμα Draupner στο εργαστήριο, έχουμε προχωρήσει ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση των πιθανών μηχανισμών αυτού του φαινομένου».
Όταν τα κύματα των ωκεανών σπάνε κάτω από τυπικές συνθήκες, η ταχύτητα του υγρού (η ταχύτητα και η κατεύθυνση του νερού) στην κορυφή του κύματος, γνωστή ως κορυφή, υπερβαίνει την ταχύτητα της ίδιας της κορυφογραμμής, McAllister είπε στο Live Science σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. Αυτό προκαλεί το νερό στην κορυφή να ξεπεράσει το κύμα και στη συνέχεια να καταρρεύσει προς τα κάτω καθώς το κύμα σπάει.
Ωστόσο, όταν τα κύματα διασχίζουν σε μεγάλη γωνία (σε αυτή την περίπτωση, 120 μοίρες), οι κυματοσκοπικές αλλαγές συμπεριφοράς. Καθώς τα κύματα διασχίζουν, η οριζόντια ταχύτητα υγρού κάτω από την κορυφή κύματος ακυρώνεται και έτσι το προκύπτον κύμα μπορεί να αυξηθεί ψηλότερα και ψηλότερα χωρίς να συντρίψει. "Συνεπώς δεν συμβαίνει πλέον το σπάσιμο και το σπάσιμο, όπως φαίνεται στο βίντεό μας, και αυτό το δεύτερο σπάσιμο δεν περιορίζει το ύψος των κυμάτων με τον ίδιο τρόπο", δήλωσε ο McAllister.
Με άλλα λόγια, όταν τα κύματα διασχίζουν μεγάλες γωνίες, μπορούν να δημιουργήσουν κύματα τέρας όπως το κύμα Draupner και το Μεγάλο Κύμα του Hokusai.
Ωστόσο, οι ομάδες κυμάτων δεν χρειάζεται απαραίτητα να συναντηθούν με μια ακριβή γωνία 120 μοίρες για να πάνε απατεώνας.
"Στην περίπτωση του κύματος Draupner, η γωνία 120 μοιρών είναι αυτό που ήταν απαραίτητο για να υποστηρίξει ένα τέτοιο κύμα", δήλωσε ο McAllister. Αλλά "γενικότερα, κάθε διασταύρωση στους ωκεανούς θα υποστηρίξει πιο απότομα κύματα".
Το εύρημα δείχνει "μια συμπεριφορά που δεν είχε παρατηρηθεί προηγουμένως σε κύματα, η οποία διαφέρει σημαντικά από την τρέχουσα κατανόηση των παραμορφώσεων των ωκεανών", ανέφερε ο ανώτερος συγγραφέας TS van den Bremer, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Μηχανικών Επιστημών Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, δήλωσε στη δήλωση.
Η ομάδα ελπίζει ότι το έργο τους θα θέσει τις βάσεις για μελλοντικές μελέτες που μπορεί κάποια μέρα να βοηθήσουν τους επιστήμονες να προβλέψουν αυτά τα δυνητικά καταστροφικά κύματα, είπαν.
Τα υγρά και άγρια πειράματα έγιναν στην εγκατάσταση FloWave Ocean Energy Research στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου.
"Η FloWave Ocean Energy Research Facility είναι μια κυκλική συνδυασμένη λεκάνη ρεύματος κύματος με κυματοσφαιριστές τοποθετημένη γύρω από ολόκληρη την περιφέρεια", δήλωσε στη δήλωση ο Sam Draycott, ερευνητικός συνεργάτης στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου. "Αυτή η μοναδική δυνατότητα επιτρέπει την παραγωγή κύματος από οποιαδήποτε κατεύθυνση, η οποία μας επέτρεψε να αναδημιουργήσουμε πειραματικά τις πολύπλοκες κατευθυντικές συνθήκες κύματος που πιστεύουμε ότι συνδέονται με την εκδήλωση κύματος Draupner".
Η μελέτη θα δημοσιευθεί στο τεύχος 10 Φεβρουαρίου του Journal of Fluid Mechanics.
