Przewidywanie występowania monstrualnych fal
Uczestnicy projektu "Deterministic forecasting of rogue waves in the ocean" (DEROGUE WAVES) stworzyli podstawy naukowe umożliwiające lepsze prognozowanie występowania fal wyjątkowych. Fale wyjątkowe (inaczej monstrualne) to niezwykle wysokie i strome fale, które wydają pojawiać się znikąd. Są one bardzo groźne nawet dla największych statków i konstrukcji znajdujących się na morzu. Choć nie ma możliwości, by im zapobiegać, skuteczniejsze prognozowanie ich występowania pozwoli chronić życie ludzkie. Obecnie jedynym sposobem przewidywania wystąpienia fal wyjątkowych w danym miejscu i czasie jest modelowanie fal wiatrowych. Fale morskie występują z zasady losowo, ale istnieją sytuacje, w których można ograniczyć ich ruch w określony sposób. Chodzi tu na przykład o obecność prądów morskich lub określonego rodzaju dna morskiego, które zmniejszają wymiary przestrzenne i umożliwiają przeprowadzania prognoz deterministycznych. Takie sytuacje charakteryzują się szczególnie wysokim ryzykiem wystąpienia fal wyjątkowych. Dzięki omawianemu projektowi stworzono pełniejszy obraz mechanizmów rządzących powstawaniem fal wyjątkowych, pozwalający tym samym na ich skuteczniejsze przewidywanie. W tym celu zastosowano zaawansowane techniki matematyczne oraz dwu- i trójwymiarowe modele numeryczne. Modele przetestowano przy pomocy pomiarów laboratoryjnych oraz danych zgromadzonych in situ i meteorologicznych, aby lepiej zrozumieć właściwości i dynamikę grup ekstremalnych fal wyjątkowych. Umożliwiło to stworzenie krótkoterminowych prognoz deterministycznych tych fal. Ważną cechą fal wyjątkowych jest to, że często posiadają wysoki grzbiet oraz następujący po nim głęboki dołek. Badacze udowodnili też istnienie bardzo stromych, strukturalnie stabilnych odosobnionych grup fal na wodach głębokich i określili ich główne parametry. Ponadto, wyjaśniono ewolucję pojedynczych fal wyjątkowych oraz nieciągłych zdarzeń dotyczących tych fal, które trwają przez znacznie dłuży czas. Rozwinięto teorię opisującą fale uwięzione w szybkich prądach. Przeprowadzono również symulacje komputerowe, aby potwierdzić istnienie zjawiska uwięzionych fal na wodach głębokich, powodującego występowanie fal wyjątkowych. Powodzenie prac prowadzonych w ramach projektu pozwoli naukowcom dokładnie przewidywać nie tylko prawdopodobieństwo wystąpienia fal wyjątkowych, ale także ich rodzaj i lokalizację. Informacje te pomogą radykalnie ograniczyć zagrożenie, jakie stanowią fale wyjątkowe dla marynarzy, statków oraz konstrukcji znajdujących się tak na lądzie, jak i morzu.
Słowa kluczowe
Statek, prognozowanie deterministyczne, fala wyjątkowa, ocean, konstrukcja na morzu, modelowanie fal wiatrowych, grzbiet, niecka, konstrukcja na lądzie
