Det tager en perfekt storm at generere en freak bølge, en mur af vand så uforudsigelig og kolossal, at det let kan ødelægge og synke skibe, finder en ny undersøgelse.
Tag for eksempel Draupner-freak-bølgen, der ramte 1. januar 1995 nær Draupner-olieplatformen uden for Norges kyst. Denne bølge nåede utroligt 25 fod (25,6 meter) høj eller omtrent højden på fire voksne giraffer stablet oven på hinanden. En anden berømt uønsket bølge er afbildet af den japanske kunstner Katsushika Hokusai i sit træbloktryk fra det 19. århundrede kaldet "Den store bølge", som viser en enorm bølge af vand øjeblikke før en uundgåelig nedbrud.
For at finde ud af, hvorfor disse freak-bølger optræder så pludseligt og uden advarsel, gengiver et internationalt team af forskere fra England, Skotland og Australien en skaleret bånd af Draupner-bølgen i en labtank.
Holdet afkodede den rogue bølges opskrift med succes: Det har simpelthen brug for to mindre bølgrupper, som krydser i en vinkel på omkring 120 grader, fandt de.
Opdagelsen flytter forskernes forståelse af freak bølger "fra blot folklore til et troværdigt fænomen i den virkelige verden", siger en forsker Mark McAllister, en forskningsassistent ved Institut for Ingeniørvidenskab ved University of Oxford i England. "Ved at genskabe Draupner-bølgen i laboratoriet har vi bevæget os et skridt tættere på at forstå de potentielle mekanismer for dette fænomen."
Når havbølger bryder under typiske omstændigheder, overskrider væskehastigheden (hastigheden og retningen af vandet) øverst på bølgen, kendt som kammen, hastigheden på selve kammen, fortalte McAllister til Live Science i en e-mail. Dette får vandet i toppen til at overhale bølgen og derefter styrte nedad, når bølgen går i stykker.
Når bølger krydser i stor vinkel (i dette tilfælde 120 grader), ændres bølgebrydende adfærd imidlertid. Når bølger går på tværs, annulleres den horisontale fluidhastighed under bølgekammen, og den resulterende bølge kan blive højere og højere uden at gå ned. "Således forekommer sprængning af brud ikke længere, og opadgående jetlignende brud, som illustreret i vores video, forekommer. Og tilsyneladende begrænser denne anden type brud ikke bølgehøjden på samme måde," sagde McAllister.
Med andre ord, når bølger krydser i store vinkler, kan de skabe monsterbølger som Draupner-freak-bølgen og Hokusai's Great Wave.
Bølgegrupper behøver dog ikke nødvendigvis at mødes i en nøjagtig vinkel på 120 grader for at blive rogue.
"I tilfælde af Draupner-bølgen er vinklen på 120 grader det, der var nødvendigt for at understøtte en sådan bølge," sagde McAllister. Men "mere generelt set vil enhver mængde krydsning i verdenshavene understøtte stejlere bølger."
Fundet illustrerer "tidligere uobserveret bølgebrydende adfærd, der adskiller sig markant fra den aktuelle moderne forståelse af havbølgebrydning", studerer seniorforfatter TS van den Bremer, lektor i Institut for Ingeniørvidenskab ved University of Oxford, sagde det i erklæringen.
Holdet håber, at deres arbejde lægger grunden til fremtidige undersøgelser, der en dag kan hjælpe forskere med at forudsige disse potentielt katastrofale bølger, sagde de.
De våde og vilde eksperimenter blev udført på FloWave Ocean Energy Research-anlægget på University of Edinburgh.
"FloWave Ocean Energy Research Facility er et cirkulært kombineret bølgestrømningsbassin med bølgemaskiner monteret rundt om hele omkredsen," sagde Sam Draycott, en forskningsmedarbejder i School of Engineering ved University of Edinburgh, i erklæringen. "Denne unikke kapacitet gør det muligt at generere bølger fra en hvilken som helst retning, hvilket har gjort det muligt for os eksperimentelt at genskabe de komplekse retningsbølgeforhold, som vi mener er forbundet med Draupner-bølgebegivenheden."
Undersøgelsen vil blive offentliggjort i 10. februar-udgaven af Journal of Fluid Mechanics.
