Alle har høyrt historier om skip som er blitt øydelagte av enorme bølgjer. Men kor vanlege er eigentleg desse monsterbølgjene? Eit nyleg avslutta forskingsprosjekt har studert kva bølgjer ein kan rekne med å møte på havet.
Det er eit kjent fenomen at i kystnære område kan straum- og botntilhøve føre til at det byggjer seg opp store og farlege bølgjer. Aguhlas-straumen på austkysten av Sør-Afrika er kjent som eit slikt område, der mange skip har fått store skader.
Men ute på det opne havet er det ikkje spesielle geofysiske årsaker til at ein skulle kome ut for ekstreme bølgjer, anna enn vind. Då er spørsmålet: Finst dei såkalla ”monsterbølgjene” der ute, altså bølgjer som er større enn det ein kan vente å finne ut frå ei ordinær statistisk fordeling?
Simulerte havet
– Monsterbølgjer, eller ”freak waves”, er eit ganske laust uttrykk, som om ein snakkar om eit underleg dyr der ute som ikkje kan forklarast, meiner professor Kristian Dysthe ved Matematisk institutt.
– Det ein må sjå på, er korleis bølgjehøgda er statistisk fordelt. Dersom bølgjene ikkje er større enn det ein må forvente i visse vêrtilhøve, så er det ikkje ei monsterbølgje.
Saman med kollegaer har han simulert eit lite havstykke der startdataene er basert på det ein veit om fordeling av bølgjer ut frå målingar og teori.
– Tidlegare brukte ein lineære modellar der bølgjene vart oppfatta som uavhengige av kvarandre og resultatet vart ein sum av mange periodiske bølgjer. Men vi veit at bølgjene i røynda er kopla til kvarandre og vekselverkar. Ved å la dei gjere det, kunne vi med modellen sjå korleis energifordelinga i bølgjene utvikla seg med tida, fortel han.
Resultatet gav mange store bølgjer, men få monsterbølgjer.
Fleire store bølgjer
– Resultata våre passa veldig bra med ein statistisk teori som tar omsyn til vekselvirkinga mellom bølgjene. Dei var litt avvikande frå ei normalfordeling og hadde ein liten overrepresentasjon av store bølgjer, og tilsvarande færre små bølgjer.
Under visse fysiske føresetnader, som når bølgjene hadde ei svært liten retningsspreing, produserte modellen enormt store bølgjer. Men Dysthe er i tvil om desse føresetnadene er geofysisk realistiske.
– I den verkelege verda vil retningsfordelinga endre seg relativt raskt, og slike ekstreme tilstandar vil ikkje opptre av seg sjølv. I simuleringa såg vi mange store og sjeldne bølgjer, men ikkje større enn at ein lyt rekne med å treffe på dei frå tid til annan.
Må ta store bølgjer på alvor
I oljebransjen er det høge krav til at installasjonane skal motstå uventa store bølgjer, og utstyret gjennomgår omfattande testar. I skipsindustrien kan det derimot hende at ein ikkje alltid tek på alvor at ein kan råke ut for bølgjer i den øvste delen av spekteret. Dersom resultata til Dysthe og kollegane blir følgt opp, kan det bli vanleg å planleggje ut ifrå ei anna bølgjefordeling enn den normalfordelinga som tradisjonelt har vore brukt.
– Dette er første gong ein har kunna simulere eit stort hav, og i den grad våre simuleringar er realistiske, veit vi no meir om kva bølgjer ein kan forvente å møte på havet. Direkte målingar har ein berre frå satellittar, og der slit ein med uvisse i algoritmane som gjer at slike målingar ikkje er heilt pålitelege, seier Dysthe, som vonar at modellen vil kunne brukast til praktiske føremål.