Pusztító magányos hullámok a tengeren
2002. július 07.

A tengeren nem csupán a viharok idézhetnek elő katasztrófát. Számos hajó pusztulását váratlanul- sokszor szélcsendes időben - támadó, gigantikus méretű hullámok okozták. Veszélyességükre jellemző, hogy 1942-ben Skócia partjainak közelében, a 15 ezer amerikai katonát Angliába szállító hatalmas óceánjárót, a Queen Maryt majdnem felborította egy ilyen minden előjel nélkül megjelenő, hegy magasságú hullám.

A különös jelenség leírására a közelmúltban két amerikai matematikus, Fornberg és White kidolgozott egy modellt. Eszerint a tengeráramlatok és a nagy kiterjedésű örvénymezők az óceán állandó hullámzását bizonyos esetekben szokatlanul nagy hullámokká koncentrálhatják.

Leggyakrabban Dél-Afrika délkeleti partjainál jelennek meg ilyen magányos hullámok, a méretük is itt a legnagyobb. Nincs olyan év, hogy ne okoznák néhány, a Közel-Keletről Európába vagy az Egyesült Államokba tartó óceánjáró pusztulását. A hajók, hogy sebességüket növeljék, a Dél-Afrika partjai mentén dél felé áramló Agulhas-áramlás mentén haladnak. Az uralkodó szélirány következtében ez az áramlás gyakran találkozik a vele csaknem szemközt haladó állandó (stacionárius) hullámzással. A hullámok és az áramlás kölcsönhatására megváltozik a hullámzás iránya, és a hullámok sűrűbben követik egymást.

Az elmélet szerint a keskeny, gyors áramlás okozta irányváltozás jócskán növelheti a hullámok magasságát: az áramlás lencseként fokuszálja a hullámzást. (Az analógia megértésére gondoljunk arra, hogy a fényhullámok esetében is a lencse okozta irányváltozás teszi lehetővé a fokuszálást.) A számítógépes szimuláció szerint a magányos hullámoknak jellegzetes az alakja: egy bemélyedést követő meredek emelkedés. Ez egybevág azzal, ahogy a magányos hullámokkal találkozó tengerészek leírták a jelenséget: a hullám előtt "egy lyuk jelent meg a tengerben".

Ezzel a fokuszáló mechanizmussal jól magyarázható, hogy az Agulhas-áramlásban furcsa, izolált hullámok bukkannak fel. Hasonló jelenség felléphet a Golf-áramban vagy annak közelében is.

Fornberg és White most elméletileg kiszámította, hogy milyen valószínűséggel keletkezhetnek különlegesen magas hullámok egy szabálytalan áramlási fluktuációs mező különböző pontjaiban az áramlást keresztező szabályos hullámzás hatására. A hullám keletkezésének a valószínűsége elsősorban attól függ, hogy a hullámzás milyen hosszan keresztezte az örvénymezőt, és csak kisebb mértékben függ örvénymező szerkezetétől.

A jelenség egyelőre csak az elmélet szintjén kutatható. A fő probléma az, hogy ilyen hullámok viszonylag ritkán keletkeznek, s még ritkábban észlelik őket; így nincs elég megbízható adat ahhoz, hogy a matematikai modellt ellenőrizni lehessen.

A kutatók azt remélik, hogy a modell segítségével meghatározhatják, hol keletkeznek viszonylag gyakran magányos hullámok. Ennek ismeretében a hajók továbbra is kihasználhatnák az áramlások sebességnövelő hatását anélkül, hogy túl nagy kockázatot vállalnának.

(Science News)
Forrás: É.T.