Kiedyś uznany za mit morski, dziwaczne fale oceaniczne, które wznoszą się na wysokość dziesięciopiętrowych bloków mieszkalnych, zostały uznane za główną przyczynę zatonięcia dużych statków. Wyniki z satelitów ERS ESA pomogły ustalić powszechne istnienie tych „nieuczciwych” fal i są obecnie wykorzystywane do badania ich pochodzenia.
Ciężka pogoda zatopiła ponad 200 supertankerów i kontenerowców o długości przekraczającej 200 metrów w ciągu ostatnich dwóch dekad. Uważa się, że nieuczciwe fale są główną przyczyną w wielu takich przypadkach.
Marynarze, którzy przeżyli podobne spotkania, mieli niezwykłe historie do opowiedzenia. W lutym 1995 r. Liniowiec krążownika Królowa Elżbieta II spotkał 29-metrową nieuczciwą falę podczas huraganu na Północnym Atlantyku, który kapitan Ronald Warwick opisał jako „wielki mur wodny? wyglądało to tak, jakbyśmy jechali w Białe Klify Dover.
A w ciągu tygodnia między lutym a marcem 2001 r. Dwa stwardniałe turystyczne krążowniki? Brema i gwiazda kaledońska? ich okna mostu zostały rozbite przez 30-metrowe nieuczciwe fale na południowym Atlantyku, dawny statek dryfował bez nawigacji lub napędu na okres dwóch godzin.
„Incydenty miały miejsce w odległości mniejszej niż tysiąc kilometrów od siebie” - powiedział Wolfgang Rosenthal - starszy naukowiec z centrum badawczego GKSS Forschungszentrum GmbH z siedzibą w Geesthacht w Niemczech - który od lat bada nieuczciwe fale. „Cała elektronika została wyłączona w Bremie, gdy dryfowali równolegle do fal, i dopóki nie zostali ponownie włączeni, załoga myślała, że to może być ich ostatni dzień życia.
„To samo zjawisko mogło zatopić wiele mniej szczęśliwych statków: dwa duże statki tonie średnio co tydzień, ale przyczyna nigdy nie jest badana tak dokładnie, jak katastrofa lotnicza. Po prostu sprowadza się do „złej pogody”.
Uderzono także platformy morskie: 1 stycznia 1995 r. Platforma wiertnicza Draupner na Morzu Północnym została uderzona przez falę, której wysokość została zmierzona za pomocą urządzenia laserowego na pokładzie na 26 metrach, a najwyższe fale wokół niej osiągnęły 12 metrów.
Obiektywne dowody radarowe z tej i innych platform? dane radarowe z pola naftowego Goma na Morzu Północnym odnotowały 466 nieuczciwych spotkań fal w ciągu 12 lat - pomogły przekształcić wcześniej sceptycznych naukowców, których statystyki wykazały, że tak duże odchylenia od otaczającego stanu morza powinny występować tylko raz na 10000 lat.
Fakt, że nieuczciwe fale rzeczywiście mają miejsce stosunkowo często, miał poważne konsekwencje dla bezpieczeństwa i gospodarki, ponieważ obecne statki i platformy morskie są zbudowane tak, aby wytrzymywały maksymalne wysokości fal zaledwie 15 metrów.
W grudniu 2000 r. Unia Europejska zainicjowała projekt naukowy o nazwie MaxWave w celu potwierdzenia powszechnego występowania nieuczciwych fal, modelowania ich występowania i rozważenia ich wpływu na kryteria projektowania konstrukcji okrętowych i morskich. W ramach MaxWave po raz pierwszy wykorzystano dane z satelitów radaru ERS ESA do przeprowadzenia globalnego spisu fal nieuczciwych.
„Bez zasięgu powietrznego z czujników radarowych nie mieliśmy szans na znalezienie niczego” - dodał Rosenthal, który kierował trzyletnim projektem MaxWave. „Musieliśmy kontynuować tylko dane radarowe zebrane z platform naftowych. Od samego początku byliśmy zainteresowani użyciem ERS. ”
Bliźniaczy statek kosmiczny ESA ERS-1 i 2? wprowadzony odpowiednio w lipcu 1991 r. i kwietniu 1995 r.? oba mają jako główny przyrząd radar z syntetyczną aperturą (SAR).
SAR działa w kilku różnych trybach; podczas gdy nad oceanem działa w trybie falowym, zdobywając 10 na 5 km „obrazków” powierzchni morza co 200 km.
Te małe obrazki są następnie matematycznie przekształcane w uśrednione rozkłady energii i kierunku fal, zwane widmami fal oceanicznych. ESA podaje te widma do wiadomości publicznej; są one przydatne dla centrów pogodowych w celu poprawy dokładności ich modeli prognozy morskiej.
„Surowe obrazki nie są udostępniane, ale przy rozdzielczości dziesięciu metrów wierzyliśmy, że same zawierają bogactwo użytecznych informacji”, powiedział Rosenthal. „Widma fal oceanicznych dostarczają danych o średnim stanie morza, ale obrazki przedstawiają poszczególne wysokości fal, w tym skrajności, którymi byliśmy zainteresowani.
„ESA dostarczyła nam dane z trzech tygodni? około 30 000 osobnych obrazków? wybrano mniej więcej w czasie, gdy uderzono w Bremen i Caledonian Star. Obrazy zostały przetworzone i automatycznie wyszukane pod kątem ekstremalnych fal w niemieckim centrum lotniczym (DLR). ”
Pomimo relatywnie krótkiego czasu, o którym mowa, zespół MaxWave zidentyfikował ponad dziesięć pojedynczych gigantycznych fal na całym świecie o wysokości powyżej 25 metrów.
„Po udowodnieniu, że istnieją, w większej liczbie, niż ktokolwiek się spodziewał, kolejnym krokiem jest analiza, czy można je przewidzieć”, dodał Rosenthal. „MaxWave został formalnie zakończony pod koniec zeszłego roku, chociaż nadal trwają z nim dwie linie pracy? jednym z nich jest udoskonalenie projektowania statków poprzez naukę ich zatapiania, a drugim - zbadanie większej liczby danych satelitarnych w celu analizy, czy możliwe jest prognozowanie. ”
Nowy projekt badawczy o nazwie WaveAtlas wykorzysta dwuletnie obrazy ERS do stworzenia światowego atlasu nieuczciwych zdarzeń falowych i przeprowadzenia analiz statystycznych. Głównym badaczem jest Susanne Lehner, profesor nadzwyczajny w Wydziale Stosowanej Fizyki Morskiej na Uniwersytecie w Miami, która pracowała również nad MaxWave podczas pracy w DLR, a Rosental był współbadaczem projektu.
„Spoglądanie przez obrazki kończy się uczuciem latania, ponieważ można śledzić stan morza wzdłuż toru satelity” - powiedział Lehner. „Inne funkcje, takie jak kry, wycieki ropy i statki, są również widoczne na nich, więc istnieje zainteresowanie ich wykorzystaniem do dodatkowych kierunków studiów.
„Tylko satelity radarowe mogą zapewnić prawdziwie globalne próbkowanie danych potrzebne do statystycznej analizy oceanów, ponieważ mogą widzieć przez chmury i ciemność, w przeciwieństwie do swoich optycznych odpowiedników. W czasie burzy zdjęcia radarowe są zatem jedynymi dostępnymi istotnymi informacjami. ”
Do tej pory znaleziono już pewne wzory. Fale nieuczciwe są często kojarzone z miejscami, w których zwykłe fale napotykają prądy oceaniczne i wiry. Siła prądu koncentruje energię fal, tworząc większe fale? Lehner porównuje go do soczewki optycznej, koncentrując energię na niewielkim obszarze.
Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku niezwykle niebezpiecznego prądu Agulhasa u wschodniego wybrzeża Afryki Południowej, ale nieuczciwe skojarzenia fal występują również w innych prądach, takich jak Prąd Zatokowy na Północnym Atlantyku, oddziaływując z falami opadającymi z Morza Labrador .
Jednak dane pokazują, że nieuczciwe fale występują również z dala od prądów, często występujących w pobliżu frontów pogodowych i niskich wartości. Utrzymujące się wiatry z długotrwałych sztormów przekraczające 12 godzin mogą powiększać fale poruszające się z optymalną prędkością w synchronizacji z wiatrem? zbyt szybko, a oni ruszyliby przed burzą i rozproszyli się, zbyt wolno i mogliby zostać w tyle.
„Znamy niektóre przyczyny nieuczciwych fal, ale nie znamy ich wszystkich” - podsumowała Rosenthal. Projekt WaveAtlas będzie kontynuowany do pierwszego kwartału 2005 roku.
Oryginalne źródło: ESA News Release
