Er is een perfecte storm voor nodig om een buitenissige golf te genereren, een muur van water die zo onvoorspelbaar en kolossaal is dat het gemakkelijk schepen kan vernietigen en laten zinken, zo blijkt uit een nieuwe studie.
Neem bijvoorbeeld de Draupner-buitenissige golf, die op 1 januari 1995 toesloeg bij het Draupner-olieplatform voor de kust van Noorwegen. Die golf bereikte een ongelooflijke 84 voet (25,6 meter) hoog, of ongeveer de hoogte van vier volwassen giraffen op elkaar gestapeld. Een andere beroemde rogue-golf wordt afgebeeld door de Japanse kunstenaar Katsushika Hokusai in zijn 19e-eeuwse houtsnede, genaamd "The Great Wave", die een enorme stroom water laat zien vlak voor een onvermijdelijke crash.
Om erachter te komen waarom deze buitenissige golven zo plotseling en zonder waarschuwing verschijnen, reproduceerde een internationaal team van onderzoekers uit Engeland, Schotland en Australië een schaal van de Draupner-golf in een laboratoriumtank.
Het team heeft met succes het recept van de rogue wave gedecodeerd: het heeft simpelweg twee kleinere golfgroepen nodig die elkaar kruisen onder een hoek van ongeveer 120 graden, vonden ze.
De ontdekking verschuift het begrip van wetenschappers over buitenissige golven 'van louter folklore naar een geloofwaardig fenomeen in de echte wereld', aldus hoofdonderzoeker Mark McAllister, onderzoeksassistent bij de afdeling Technische Wetenschappen van de Universiteit van Oxford in Engeland, in een verklaring. "Door de Draupner-golf in het laboratorium opnieuw te creëren, zijn we een stap dichterbij gekomen om de mogelijke mechanismen van dit fenomeen te begrijpen."
Wanneer oceaangolven onder typische omstandigheden breken, overschrijdt de vloeistofsnelheid (de snelheid en richting van het water) aan de bovenkant van de golf, bekend als de top, de snelheid van de top zelf, vertelde McAllister WordsSideKick.com in een e-mail. Dit zorgt ervoor dat het water in de top de golf inhaalt en vervolgens naar beneden stort als de golf breekt.
Wanneer golven echter onder een grote hoek kruisen (in dit geval 120 graden), verandert het golfbrekende gedrag. Terwijl golven elkaar kruisen, wordt de horizontale vloeistofsnelheid onder de golfkam opgeheven en kan de resulterende golf groter en groter worden zonder te crashen. "Dus plunderen breekt niet meer en opwaartse straalachtige breuk, zoals geïllustreerd in onze video, vindt plaats. En, schijnbaar, beperkt dit tweede type breuk de golfhoogte niet op dezelfde manier," zei McAllister.
Met andere woorden, wanneer golven onder grote hoeken kruisen, kunnen ze monstergolven creëren zoals de Draupner freak wave en Hokusai's Great Wave.
Golfgroepen hoeven echter niet per se onder een precieze hoek van 120 graden te komen om schurken te gaan.
'In het geval van de Draupner-golf is een hoek van 120 graden nodig om zo'n golf te ondersteunen', zei McAllister. Maar 'meer in het algemeen zal elke oversteek in de oceanen steilere golven ondersteunen'.
De bevinding illustreert "voorheen niet-waargenomen golfbrekend gedrag, dat aanzienlijk verschilt van het huidige state-of-the-art begrip van golfbreking door de oceaan", bestudeert senior auteur TS van den Bremer, universitair hoofddocent bij de afdeling Ingenieurswetenschappen aan de University of Oxford, zei in de verklaring.
Het team hoopt dat hun werk de basis zal leggen voor toekomstige studies die wetenschappers op een dag kunnen helpen deze potentieel catastrofale golven te voorspellen, zeiden ze.
De natte en wilde experimenten zijn uitgevoerd in de FloWave Ocean Energy Research-faciliteit aan de Universiteit van Edinburgh.
"De FloWave Ocean Energy Research Facility is een cirkelvormig gecombineerd golfstroombassin met golfmakers die over de hele omtrek zijn aangebracht", zei Sam Draycott, een onderzoeksmedewerker aan de School of Engineering van de Universiteit van Edinburgh, in de verklaring. "Deze unieke mogelijkheid maakt het mogelijk om golven te genereren vanuit elke richting, wat ons in staat heeft gesteld om experimenteel de complexe richtingsgolfcondities na te bootsen waarvan wij denken dat ze geassocieerd zijn met het Draupner-golfevenement."
De studie zal worden gepubliceerd in het nummer van 10 februari van het Journal of Fluid Mechanics.
