Eenmaal afgedaan als een nautische mythe, zijn grillige oceaangolven die zo hoog zijn als tien verdiepingen tellende flatgebouwen geaccepteerd als een belangrijke oorzaak van het zinken van grote schepen. Resultaten van ESA's ERS-satellieten hielpen bij het vaststellen van het wijdverbreide bestaan van deze 'malafide' golven en worden nu gebruikt om hun oorsprong te bestuderen.
Door het extreme weer zijn de afgelopen twee decennia meer dan 200 supertankers en containerschepen tot een lengte van meer dan 200 meter gezonken. In veel van dergelijke gevallen wordt aangenomen dat schurkenstaten de belangrijkste oorzaak zijn.
Zeevarenden die soortgelijke ontmoetingen hebben overleefd, hebben opmerkelijke verhalen te vertellen. In februari 1995 ontmoette de cruiseschip Queen Elizabeth II een 29 meter hoge schurkengolf tijdens een orkaan in de Noord-Atlantische Oceaan die kapitein Ronald Warwick omschreef als 'een grote muur van water? het leek alsof we de White Cliffs of Dover ingingen. '
En binnen de week tussen februari en maart 2001 twee verharde toeristencruisers? de Bremen en de Caledonian Star? hun brugvensters waren door de 30 meter hoge golven in de Zuid-Atlantische Oceaan gebroken en het voormalige schip bleef twee uur lang zonder navigatie of voortstuwing drijven.
"De incidenten vonden plaats op minder dan duizend kilometer van elkaar", zegt Wolfgang Rosenthal - Senior Scientist bij het onderzoekscentrum GKSS Forschungszentrum GmbH, gevestigd in Geesthacht in Duitsland - die al jaren schurkenstaten bestudeert. 'Alle elektronica was uitgeschakeld op de Bremen terwijl ze parallel aan de golven afdreven, en totdat ze weer werden aangezet, dacht de bemanning dat het hun laatste dag zou kunnen zijn.
“Hetzelfde fenomeen had veel minder gelukkige schepen tot zinken kunnen brengen: gemiddeld zinken twee grote schepen wekelijks, maar de oorzaak wordt nooit tot in detail onderzocht als een vliegtuigongeluk. Het wordt gewoon toegeschreven aan ‘slecht weer’. "
Ook offshore platforms zijn getroffen: op 1 januari 1995 werd het Draupner-booreiland in de Noordzee getroffen door een golf waarvan de hoogte werd gemeten door een ingebouwd laserapparaat op 26 meter, met de hoogste golven eromheen tot 12 meter.
Objectief radarbewijs van deze en andere platforms? radargegevens van het Goma-olieveld in de Noordzee registreerden 466 rogue wave-ontmoetingen in 12 jaar - hielpen eerder sceptische wetenschappers te bekeren, wiens statistieken aantoonden dat zulke grote afwijkingen van de omringende zeetoestand slechts eens in de 10.000 jaar zouden moeten voorkomen.
Het feit dat malafide golven relatief vaak plaatsvinden, had grote veiligheids- en economische gevolgen, aangezien de huidige schepen en offshore-platforms zijn gebouwd om maximale golfhoogten van slechts 15 meter te weerstaan.
In december 2000 startte de Europese Unie een wetenschappelijk project met de naam MaxWave om het wijdverbreide voorkomen van frauduleuze golven te bevestigen, te modelleren hoe ze optreden en om hun implicaties voor ontwerpcriteria voor schepen en offshore-constructies te overwegen. En als onderdeel van MaxWave werden de gegevens van ESA's ERS-radarsatellieten voor het eerst gebruikt om een wereldwijde rogue wave-telling uit te voeren.
"Zonder luchtdekking van radarsensoren hadden we geen kans om iets te vinden", voegde Rosenthal toe, die het driejarige MaxWave-project leidde. 'Het enige dat we moesten doen, waren radargegevens die waren verzameld van olieplatforms. Dus we waren vanaf het begin geïnteresseerd in het gebruik van ERS. ”
ESA's dubbele ruimtevaartuig ERS-1 en 2? gelanceerd in respectievelijk juli 1991 en april 1995? beide hebben een Synthetic Aperture Radar (SAR) als hun belangrijkste instrument.
De SAR werkt in verschillende modi; terwijl het boven de oceaan werkt in golfmodus en elke 200 km 10 bij 5 km ‘imagettes’ van het zeeoppervlak verkrijgt.
Deze kleine beeldjes worden vervolgens wiskundig omgezet in gemiddelde uitsplitsingen van golfenergie en richting, oceaangolfspectra genoemd. ESA maakt deze spectra openbaar toegankelijk; ze zijn nuttig voor weercentra om de nauwkeurigheid van hun modellen voor zeevoorspelling te verbeteren.
"De onbewerkte beelden worden niet beschikbaar gesteld, maar met een resolutie van tien meter dachten we dat ze zelf een schat aan nuttige informatie bevatten", zegt Rosenthal. “Oceaangolfspectra leveren gemiddelde zeetoestandgegevens, maar afbeeldingen geven de individuele golfhoogten weer, inclusief de extremen waarin we geïnteresseerd waren.
"ESA heeft ons drie weken aan gegevens verstrekt? ongeveer 30.000 afzonderlijke afbeeldingen? geselecteerd rond de tijd dat de Bremen en Caledonian Star werden geslagen. De afbeeldingen werden verwerkt en automatisch gezocht naar extreme golven in het German Aerospace Center (DLR). ”
Ondanks de relatief korte duur van de gegevens, identificeerde het MaxWave-team meer dan tien individuele gigantische golven over de hele wereld van meer dan 25 meter hoog.
"Nu we hebben bewezen dat ze bestonden, in grotere aantallen dan iedereen had verwacht, is de volgende stap om te analyseren of ze kunnen worden voorspeld," voegde Rosenthal eraan toe. “MaxWave is eind vorig jaar formeel afgesloten, hoewel er twee werklijnen uit voortkomen? een is om het ontwerp van schepen te verbeteren door te leren hoe schepen tot zinken worden gebracht, en de andere is om meer satellietgegevens te onderzoeken om te analyseren of prognoses mogelijk zijn. ”
Een nieuw onderzoeksproject genaamd WaveAtlas zal ERS-beeldmateriaal van twee jaar gebruiken om een wereldwijde atlas van frauduleuze golfgebeurtenissen te creëren en statistische analyses uit te voeren. De hoofdonderzoeker is Susanne Lehner, universitair hoofddocent bij de afdeling Toegepaste Mariene Fysica aan de Universiteit van Miami, die ook aan MaxWave werkte toen hij bij DLR werkte, met Rosental als mede-onderzoeker van het project.
'Als je door de beeldjes kijkt, heb je het gevoel alsof je vliegt, omdat je de zeetoestand langs het spoor van de satelliet kunt volgen', zei Lehner. "Andere functies zoals ijsschotsen, olievlekken en schepen zijn ook zichtbaar op hen, en daarom is er interesse om ze te gebruiken voor extra studiegebieden.
“Alleen radarsatellieten kunnen de werkelijk wereldwijde gegevensbemonstering bieden die nodig is voor statistische analyse van de oceanen, omdat ze, in tegenstelling tot hun optische tegenhangers, door wolken en duisternis heen kunnen kijken. Bij stormweer zijn radarbeelden dus de enige relevante informatie die beschikbaar is. ”
Tot dusver zijn er al enkele patronen gevonden. Rogue-golven worden vaak geassocieerd met locaties waar gewone golven oceaanstromingen en wervelingen tegenkomen. De kracht van de stroom concentreert de golfenergie en vormt grotere golven? Lehner vergelijkt het met een optische lens en concentreert energie op een klein gebied.
Dit geldt vooral voor de notoir gevaarlijke Agulhas-stroming voor de oostkust van Zuid-Afrika, maar er worden ook golfslagassociaties gevonden met andere stromingen zoals de Golfstroom in de Noord-Atlantische Oceaan, in wisselwerking met golven die uit de Labradorzee komen .
De gegevens tonen echter aan dat rogue-golven ook ver weg van stromingen voorkomen, vaak in de buurt van weerfronten en dieptepunten. Aanhoudende winden van langdurige stormen die langer dan 12 uur duren, kunnen golven die met een optimale snelheid bewegen synchroon met de wind toenemen? te snel en ze zouden de storm voorgaan en verdwijnen, te langzaam en ze zouden achterop raken.
'We kennen enkele van de redenen voor de schurkengolven, maar we kennen ze niet allemaal', concludeerde Rosenthal. Het WaveAtlas-project loopt door tot het eerste kwartaal van 2005.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
