Νέα

  • ΟΙ ΠΡΩΤΑΓΩΝΙΣΤΕΣ ΤΟΥ ΓΑΛΑΖΙΟΥ

Rogue Waves (Αδίστακτα κύματα)

Στους ωκεανούς παρουσιάζονται μεμονωμένα κύματα πολύ ψηλότερα από τα υπόλοιπα (το φαινόμενο παρουσιάζεται και σε μεγάλες λίμνες αλλά με μικρότερη ένταση) . Η διαφορά στο μέγεθός τους όπως και η σπανιότητά τους είναι τέτοια που έχουν δημιουργήσει μία δική τους κατηγορία κυμάτων, τα Rogue waves. Η δημιουργία τους οφείλεται στο συνδυασμό των επιφανειακών ανέμων, των ρευμάτων της θάλασσας και του βυθού δημιουργούν κατάλληλες συνθήκες υπέρθεσης και ενίσχυσης των κυμάτων.

Γράφει ο Δρ Φίλιππος Τύμβιος, Φυσικός/Μετεωρολόγος

Το άθροισμα όλων αυτών των παραγόντων δημιουργεί μεμονωμένους κυματισμούς κατά πολύ αυξημένους σε σχέση με τους υπόλοιπους κυματισμούς ενώ πολλές φορές παρουσιάζονται και σε ομάδες (three sisters, τρι-κυμία). Σε αντιστοιχία με τα τσουνάμι, παρόλο που και τα δύο έχουν παρόμοια φυσικά χαρακτηριστικά, τα rogue waves έχουν πολύ μικρότερη ενέργεια και οφείλουν την ύπαρξή τους στον φυσικό κυματισμό και όχι στην μηχανική μετατόπιση του βυθού που συμβαίνει πριν από την δημιουργία των τσουνάμι.

Μία απλή φυσική εξήγηση για το φαινόμενο αυτό είναι το γεγονός ότι η ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων είναι διαφορετική αναλόγως του μήκους κύματος τους (η απόσταση από κορυφή σε κορυφή) και πολλές φορές κυματισμοί συσσωρεύονται σε ορισμένα σημεία. Η υπέρθεση των κυματισμών αυτών και η μεγάλη συσσώρευση ενέργειας τοπικά προκαλεί συνθήκες συντονισμού με αποτέλεσμα την δημιουργία αυτού του κυματισμού (Χρήσιμες πληροφορίες για τον κυματισμό στους ωκεανούς εδώ)

Παρόλο που η ύπαρξή τους ήταν γνωστή από πολύ παλαιά, η επιστημονική καταγραφή τους υπήρξε πολύ πρόσφατη, μόλις το 1984 οπότε και ένα κύμα ύψους 11 μέτρων σε συγκριτικά ήρεμη θάλασσα σημειώθηκε στην Βόρειο θάλασσα. Το 1995 έγινε κατορθωτή η πρώτη πραγματική μέτρηση του κύματος αυτού με δορυφορικές μετρήσεις, και πάλιν στη Βόρεια θάλασσα όπου ένα κύμα με πλάτος διάδοσης 25.6 μέτρα και το ύψος του να βρίσκεται στα 18.5 μέτρα πάνω από την μέση επιφάνεια της θάλασσας μετρήθηκε από έναν πλωτό σταθμό άντλησης πετρελαίου.

Τα τελευταία χρόνια, με τις σύγχρονες μεθόδους τηλεπισκόπησης (ραντάρ επιφάνειας της θάλασσας, υψηλής ευκρίνειας δορυφόροι, sea surface lidars) , γίνονται πολύ συχνά αναφορές για rogue waves. Έχει δειχθεί ότι σε όλους τους ωκεανούς συμβαίνουν κυματισμοί τύπου rogue πολλές φορές την ημέρα και πλέον δεν θεωρείται σπάνιο φαινόμενο. Έχει υπολογισθεί ότι οποιαδήποτε στιγμή, συμβαίνουν 10 rogue waves σε όλο τον πλανήτη ενώ η πιθανότητα να συμβεί σε ένα σημείο είναι περίπου 1 ανά 10 000 κύματα. Σε ορισμένα σημεία όμως όπου ο βυθός ή η απόσταση από την ακτογραμμή επηρεάζει τον κυματισμό, η πιθανότητα να συμβούν τα κύματα αυτά ανεβαίνει στα 1/1000.

Σε θεωρητικό επίπεδο, έχει δημιουργηθεί και αντίστροφο rogue wave με την υπέρθεση των κυμάτων να δημιουργεί αντί έξαρση, κοιλία και να δημιουργούνται απότομες «τρύπες» στη θάλασσα. Οι αναφορές για τις τρύπες αυτές ιστορικά είναι παρόμοιες σε αριθμό με τις αναφορές για κύματα έξαρσης αλλά η ύπαρξή τους έχει επιβεβαιωθεί μόνο πειραματικά και ποτέ σε πραγματικές συνθήκες ανοιχτής θαλάσσης.

Ιδιαίτερη έρευνα έχει γίνει σε περιπτώσεις που περισσότερα από ένα rogue waves έχουν δημιουργήσει σημαντικά προβλήματα. Το χαρακτηριστικότερο παράδειγμα είναι ορισμένα rogue waves που συμβαίνουν ανα τρία στη μεγαλύτερη λίμνη της Βορείου Αμερικής, τη Λίμνη Superior. Η συχνότητα εμφάνισής τους (και όχι το μέγεθός τους) έχουν οδηγήσει στην περιγραφή του ως το φαινόμενο των τριών αδελφών κυμάτων (the three sisters), κάτι που επίσης θυμίζει την αρχαιοελληνική περιγραφή των μεγάλων κυμάτων (τρι-κυμία). Το πιο πάνω μπορεί να αποδειχθεί με αριθμητική επίλυση της εξίσωσης διάδοσης των κυμάτων (εξίσωση Alber, αναφορά 1)

Προφίλ της δημιουργίας ομάδας Rogue Wave υπό προυποθέσεις, όπως έχει υπολογισθεί από αριθμητική προσωμοίωση (Αναφορά 1,2)

Λόγω της μεμονωμένης φύσης του φαινομένου και παρόλα τα ακραία χαρακτηριστικά του, τα rogue waves δεν είναι ιδιαίτερα καταστροφικά κύματα. Με την ύπαρξη των νέων, υψηλής ευκρίνειας δορυφόρων πολικής τροχειάς, από το 2000 και μετά, Παρόλα αυτά, ο Εθνικός Οργανισμός για την Ατμόσφαιρα και τους Ωκεανούς έχει δημιουργήσει μία ιστορική λίστα με 50 συμβάντα τα οποία φαίνεται ότι οφείλονται στα κύματα αυτά.

Αντίθετα, τα κύματα που εμφανίζονται ανα τρία, έχουν πολύ καταστροφικότερα αποτελέσματα αφού το πρώτο κύμα βγάζει τα πλοία από την κατάσταση ισορροπίας τους και τα επόμενα δύο το αποτελειώνουν.

  1. Athanassoulis, A.G.; Gramstad, O. Modelling of Ocean Waves with the Alber Equation: Application to Non-Parametric Spectra and Generalisation to Crossing Seas. Fluids 2021, 6, 291. https://doi.org/10.3390/fluids6080291
  2. Dematteis, G.; Grafke, T.; Vanden-Eijnden, E. RogueWaves and Large Deviations in Deep Sea. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2018, 115, 855–860, doi:10.1073/pnas.1710670115.

Enalios Media

Περισσότερες Κατηγορίες

ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

ΝΑΥΤΙΛΙΑ

ΕΙΔΗΣΕΙΣ ΕΝ ΠΛΩ

X