den 10 November 1975 sjönk SS Edmund Fitzgerald i kanadensiska vatten medan han seglade på Lake Superior under en gale. Vid 220m lång och 22m bred var detta lastfartyg ingen minnow. Men alla 29 besättningsmedlemmar dog utan att sända en mayday och deras kroppar har aldrig återhämtat sig.
en rapport från US Coast Guard hävdade att tragedin var besättningens fel för att inte säkra omslag på de stora luckorna ovanpå fartygets lastrum., Men denna slutsats har alltid varit kontroversiell; många sjömän tvivlar på att besättningen skulle ha varit så slarvig. Och tidigare i år nådde en dokumentär för Discovery Channel, Dive Detectives, en annan slutsats: att Fitzgerald var otur nog att stöta på en skurkvåg – en våg så massiv att den knäppte fraktfartyget på två medan den fortfarande var på ytan.
tall tales
Maritime history är fylld med berättelser om monstruösa vågor som visas från ingenstans., Den legendariske upptäcktsresanden Ernest Shackleton beskrev ett möte med en enorm våg under en resa från Elephant Island i södra havet till Sydgeorgien i Atlanten 1916. ”Det var en mäktig omvälvning av havet, en sak helt bortsett från de stora, vita tak hav som hade varit våra outtröttliga fiender i många dagar. Jag ropade för Guds skull, vänta! Den har oss!””På något sätt överlevde båten, sjönk och skakade under slaget.
trots sådana berättelser har förekomsten av plötsliga monstervågor alltid hälsats med en viss skepsis., Trots allt, även om ditt sjöfarandevittne inte är utsatt för den udda överdriften, är det extremt svårt att bedöma höjden på en våg med ögat. Men 1995 markerar något av en vattendelare i historien om rogue waves. Den 1 januari upplevde Draupner oil-plattformen i Nordsjön utanför Norges kust en 26m-våg-det är ungefär höjden på en 10-våningsbyggnad. Och den här gången mättes den inte av ögat, utan av en inbyggd laseranordning. Denna jätte var mer än dubbelt så stor som de högsta vågorna runt.,
statistik visar att sådana skrämmande anomalier endast ska inträffa en gång vart 10 000 år. Men 2001 användes två satelliter från Europeiska rymdorganisationen för att kartlägga Haven. Under en treveckorsperiod upptäckte MaxWave-projektet inte mindre än 10 jättevågor, som alla var över 25m höga.
”under århundradena uppstod historier om rogue waves där det fanns överlevande”, säger Craig Smith, författare till Extreme Waves. ”Men det är svårt att berätta höjden på föremål till sjöss, så många saker avskedades som sjömän överdrifter., Men sedan MaxWave-projektet har det varit en uppsjö av möten och tekniska konferenser runt om i världen där människor har försökt titta på de mekanismer som är inblandade.”Med andra ord har rogue waves blivit en vetenskap.
behovet av att veta
att avslöja mekanismerna bakom rogue waves är inte bara en fråga om akademiskt intresse. ”Vad som är förvånande är att 50-100 fartyg går ner varje år. Naturligtvis är det inte allt ner till stora vågor, men en bra del av det är och vi hör sällan om det, säger Smith.,
men att undersöka dessa vågor är frustrerande svårt – att få rätt data är det grundläggande problemet. Vågforskare Professor Efim Pelinovsky vid Institutet för Tillämpad fysik i Ryssland är någon som vet det alltför bra.
Prof Pelinovsky samlar in data från Nordsjöoljeplattformar – när företagen är beredda att ge det till honom. Även då är det inte så enkelt. ”Vi kan inte rekonstruera historien om rogue wave eftersom vi inte har några mätningar inom en mil från plattformen”, säger han., Förutom att vara enorma, rogue vågor är också flyktiga, varar bara en eller två minuter. Så chanserna att ens fånga en på en oljeplattforms sensor eller en sensorbärande boj är minst sagt smala. En annan fysiker, Eric Heller vid Harvard University, säger att vågtankar inte erbjuder mycket hjälp heller. ”Du kan skapa virvlar och vågor i en tank, men det skulle behöva vara ganska stor för att ha tillräckligt virvlar och en tillräckligt lång sikt för att se de effekter du vill se. Du kanske tror, ’ väl varför inte använda kortare vågor i en mindre tank?,”Men då börjar kapilläreffekten, vattnets ytspänning, dominera.”
som sådan samlar Pelinovsky data om rogue waves från var han än kan. ”Vi tittar på allt som är tillgängligt”, säger han. ”Vi försöker bearbeta all information från tidningar samt BBC och CNN.”
men det är här som en liten skepsis kommer till nytta igen. ”I media kallas någon stor våg en skurk”, säger Chris Garrett, en oceanograf vid University of Victoria i Kanada. ”Jag är säker på att du har sett rubriker som ”cruise ship blir påkörd av rogue wave”., Kryssningsfartyget var förmodligen bara på en plats där det var extremt grovt ändå.”Saken är, en skurkvåg är inte bara en stor våg, som du skulle få i någon storm. Det är en som är ”freakishly” stor, högt över någon av sina grannar.
den ganska mer exakta, vetenskapliga definitionen är en våg vars höjd är mer än dubbelt så stor våghöjd (den signifikanta våghöjden är medelvärdet av den största tredjedel av vågorna). Och det är den här ”freakishness” som gör dem så farliga., ”Ibland har vi orkaner och tyfoner, men det finns inga rogue vågor eftersom alla vågorna är mycket höga”, säger Pelinovsky. ”Det är viktigare för oss att titta på vågor som är två eller till och med tre gånger storleken på bakgrundsvågorna. ”
om datas knappa och vågtankar inte erbjuder mycket hjälp, är det säkert det bästa sättet att bestämma var de är mest benägna att uppstå och doppa dina instrument i vattnet där. Och om det finns en världskapital av freak waves, då den tvivelaktiga äran måste gå till förrädiska vatten utanför Cape Agulhas, en stenig udde i Sydafrika., Här har vattnet vid mötesplatsen i Indiska oceanen och Atlanten hävdat ett stort antal fartyg och skrämmande 30m vattenväggar har rapporterats.
saknade faktorer
utanför Cape Agulhas blåser starka vindar som kallas de brusande fyrtiotalet från öst till väst, vilket ger vågor som reser i samma riktning. Dessa uppfyller sedan Agulhas nuvarande körs i motsatt riktning. Och det är denna konflikt, som tros leka rogue waves., Men konflikter mellan vågor och en kraftfull ström kan inte ligga bakom alla rogue waves, eftersom det är en kombination som inte finns på alla platser där rogues har bekräftats.
i deras strävan efter svar har fysiker hittat ett utmärkt substitut för vatten – elektromagnetisk strålning.
mikrovågor och ljus är vågor och beter sig på ett slående sätt som deras motsvarigheter i havet. I en studie, som involverar Heller vid Harvard och forskare vid University of Marburg i Tyskland, brändes mikrovågor i ett hålrum inuti två metallplattor., Slumpmässiga strömmar i havet simulerades genom att placera metallkottar i slumpmässiga positioner i kaviteten. Teamet fann att mikrovågsugn hotspots uppstod i kaviteten och dessa ”freak mikrovågor” beskurna mycket oftare än väntat.
vad det visade var att även i de kaotiska förhållandena i havet, med slumpmässiga strömmar och vågor som kommer från mer än en riktning, kan strömmarna fortfarande fungera som en lins, med fokus på vågorna för att producera större rogues.
framsteg inom bildteknik tillåter också att detta studeras mer detaljerat., Under MaxWave-projektet var satelliterna relativt ”trubbiga” vågskådningsinstrument. Men idag har teknikerna finslipats, så oceanerna kan studeras i mycket större detalj (se ”Vågjakt från rymden”, vänster). Dr Susanne Lehner, vid det tyska rymdcentret, bidrog till att utveckla de tekniker som används för att mäta våghöjder från radardata. ”Vi kunde bara observera våglängder längre än 200m. nu har vi mycket bättre upplösning och kan se hur de bryter och interagerar med strömmar.,”
När han inte är fysiker vid Harvard seglar Heller sin 40ft yacht längs Kanadas västkust upp mot Alaska – ett område som han beskriver som att ha”massor av strömmar och massor av vågor”. Så för honom är behovet av en tydligare förståelse för rogue waves uppenbart. ”Vi skulle vilja säga att en dag kommer det att finnas en marin väderprognos som talar om sannolikheten för freak waves. Men de kommer alltid att vara en statistisk händelse, de kommer aldrig att vara en säkerhet.”Och vår nya kunskap om hur grymt havet kan vara leder till forskning om båtdesign.,
men är oseriösa vågor tillräckligt ofta för att motivera denna typ av prognos-precis som du skulle ha för andra seglingsförhållanden? ”Jag tror att de är förödande nog att du vill ha en”, säger Heller. ”Men om det faktiskt skulle påverka ett fartyg kaptenens beslut att gå någonstans, jag vet inte. Vinden och regnet är desamma-folk går ändå ut, men du vill veta om de är troliga och om du ska bära en kappa den dagen eller inte.Facebook, Instagram och Flipboard
följ Science Focus på Twitter, Facebook, Instagram och Flipboard