A jelen poszt az óriáshullám elnevezést a nyílt tengereken alkalmanként előforduló magányos hullámokkal kapcsolatban használja, ezeket részletesen tárgyalja, és csak röviden említi a cunamik nagy hullámait, vagy a szörfösök európai álomhullámát Nazarénál, elsősorban a keletkezésükből és a tulajdonságaikból adódó különbségek miatt.
Az óriáshullám egyik neve a német Wikipédia cikke szerint Riesenwelle (óriáshullám), a másik Monsterwelle, ami hullámszörnyként, szörnyhullámként fordítható, további neve Kaventzmann, ami hullámhegyet jelent. Angol elnevezésük a Rogue wave mellett a Freak waves, vagy Killer waves.
A tengerek hullámai a legalapvetőbb természeti erők közé tartoznak, melyek a tudósoknak még manapság is sok fejtörést okoznak. A statisztikák szerint a világ tengerein hét naponként tűnik el egy nagyobb hajó, melynek egyik oka az óriáshullámok felbukkanása lehet.
Az óriáshullámok sokáig tengerészlegendának számítottak, melyek a nyílt tengeren a semmiből feltornyosodó és a vízből hatalmas falat képező hullámszörnyekről szóltak, és amelyek nagyobb hajókat is fel tudnak borítani, vagy akár el is nyelik, utána meg hamar el is tűnnek.
A hajók eltűnését akkoriban a hiányos karbantartásnak, vagy a legénység hiányos tengerészeti képességeinek tulajdonították, még ha olyan esetek is előfordultak, amelyeknél ezek az indoklások nem bizonyultak kielégítőek.
Csak 1995 óta van konkrét bizonyíték arra, hogy az óriáshullámok tényleg léteznek, mert az Északi tengeren egy olajfúró platform lézerradarja egy 26 méteres hullámot regisztrált. Az akkoriban alkalmazott hullám-modellekkel ennek keletkezését nem lehetett értelmezni, tehát ez a hullám lényegében megváltoztatta a kutatás irányát.
A Északi tengeren végzett további radarmérések során 12 év alatt 466 óriáshullámot regisztráltak. Az ERS-1 és ERS-2 európai távérzékelő műholdakkal a MaxWave-Projekt keretei között világszerte végeztek radarméréseket, és ennek során három héten belül 10 olyan hullámot is észleltek, melyek magassága meghaladta a 25 métert. Ezzel bizonyítást nyert, hogy az óriáshullámok gyakoribbak, mint ahogy azt korábban sejtették.
Jellemzőik
Az óriáshullámok 2-3-szor magasabbak, mint a környezetük legmagasabb hullámai, illetve az óriáshullámok magassága legalább kétszeresen meghaladja a szignifikáns hullámmagasságot, tehát egy hullámzás legmagasabb hullámainak középértékét. Ezeket a hullámokat viszonylag rövid hosszúság, és nagy sebesség jellemzi. További fontos jellemzőjük a meredek homlokfront.
Az óriáshullámoknak jelenleg három fajtája ismert:
- hullámhegy (ang. rogue wave): nagy és viszonylag gyors hullám, mely nem követi a normál hullámzás irányát,
- a három nővér (ang. Three Sisters): három, egymást gyorsan követő nagy hullám, amelyek, keskeny hullámvölgyeiben a hajók nem tudják kifejteni a szükséges felhajtóerőt, ezért a második, vagy legkésőbb a harmadik hullám átcsap rajtuk. Nem tisztázott, hogy ez a jelenség mindig pontosan három hullámból áll, vagy pedig két, négy, vagy öt hullámos változatok is előfordulnak,
- a fehér fal (ang. white walls): egy nagyon meredek tarajos hullám, melyet egy mély hullámvölgy követ.
Az óriáshullámok okozta veszélyek
Ha egy óriáshullám egy hajónak ütközik, azon súlyos károsodást okozhat, vagy akár annak elsüllyedéséhez is vezethet. Egyes kutatók úgy vélik, hogy a 200 m-nél hosszabb nagy hajók elsüllyedése legtöbbször közvetve, vagy közvetlenül óriáshullámokra vezethető vissza. A hajók a tehetetlenségük miatt egy ilyen hullámon nem tudnak egyszerűen áthatolni, hanem azok a hajót szabályszerűen elborítják (törőhullám). Az ilyenkor fellépő terhelések jelentősen magasabbak, mint a normál viharok hullámainál. Miközben a legtöbb hajó maximum 150 kN/m2 víznyomásra van méretezve, egy óriáshullám közvetlen behatásakor 1000 kN/m2-nél jóval magasabb nyomás is keletkezhet. Egy szemből jövő hullámnál a hajó mélyen bemerül a hullámba, a víz ütőereje a hullám magasságától függően rendszerint a felépítményeket éri, melyek nem ilyen magas ütközési erőhatásra vannak méretezve.
Hogy milyen érzés lehet egy ilyen helyzetbe került hajón utazni, azt egy viharban, nem is óriáshullámtól megsérült hamburgi kompon készült rövid Youtube videó szemlélteti.
További problémát jelent a hullámok viszonylag rövid hosszúsága, és azt követően az egymást gyorsan követő nagy hullámvölgyek, melyek elkapják a hajót, és szemből jövő hullámok esetén annak orra gyorsan felemelkedik, aztán áttöri a hullámot, hogy ismét egy mély hullámvölgybe kerüljön, miközben a hajó közepe és fara ebben az időpontban még teljesen a hullám hatása alatt áll. Mivel a hajó nem pontszerű terhelésre van méretezve, ezért a felhajtó erő által nem megtámasztott, azaz szabadon maradt orrésznél a saját súlya következtében kettétörhet. Az alábbi Youtube videón pontosan egy ilyen helyzet látható:
A videón látható ukrán hajót a Fekete tengeren a török partok közelében érte a szerencsétlenség, a kettétört hajó percek alatt elsüllyedt, a személyzet három tagja meghalt. Az okaként óriáshullám van megadva, de nincs adat a hajó életkoráról és állapotáról sem, csak arról, hogy ömlesztett árut szállított.
A felborulás veszélye akkor a legnagyobb, amikor a hullám oldalról éri a hajót. És valószínűleg akkor a legkisebb, ha hullám nem szemből, hanem enyhén ferde irányból éri a hajót.
Méretük alapján más óriási hullámok is ismertek, de keletkezésük és tulajdonságaik eltérőek.
A cunamik hullámai
Az óriáshullámoknak nem sok köze van a cunamikhoz. Amíg a cunamik a tengerfenék hirtelen elmozdulása (tengerrengés, vulkánkitörés, megcsúszás) következtében, tehát a kiszorított víz hatására alakulnak ki, addig egy óriáshullám kialakulásában csak a felületi vízréteg vesz részt. Mivel egy cunami hullámának magassága a nyílt tengeren alacsony (csak 1 méter, vagy kisebb), a hosszúsága pedig nagyon nagy (akár több száz kilométer), a cunami egy hajó alatt olyan ártalmatlanul halad át, hogy a hajón tartózkodó emberek azt alig veszik észre. Ha egy cunami hulláma lapos parti területet ér el, akkor egy, akár 50 méter magas vízfallá is felmagasodhat, és a hullám hosszúsága és azzal összefüggésben a mozgásban lévő hatalmas víztömeg miatt messzire behatolhat a szárazföld belsejébe. Egy óriáshullám ezzel szemben összeesik, ha eléri a szárazföldet.
Szerző: David Rydevik, cím: Tsunami 2004 Ao Nang, Thailand, forrás
Nazaré óriási hullámai
Teljesen más tényezőkkel magyarázható a portugáliai Nazarénál a téli hónapokban megfigyelhető óriási hullámok keletkezése. Itt már 30 méteres hullámokat is mértek, és ez lett Európa leghíresebb szörfparadicsoma. Nazaré előtt pár száz méterre a tenger fenekén egy többszáz kilométer hosszúságú és 5 km mély kanyon ér véget, és ha az egyéb körülmények is megfelelőek, az áramlás ennek mentén tornyosítja fel a hullámokat. Az itt meglovagolt legmagasabb hullám 28 méteres volt.
Szerző: Luis Ascenso / Lisszabon, Cím: Praia do Norte, Nazaré, forrás
Az óriáshullámok vizsgálata, a kutatások iránya
Magasságuk mérése
Az óriáshullámok magasságát radarmérésekkel lehet meghatározni. A felülről függőlegesen készített műholdképeken a hullámok elülső frontja által okozott erős kontraszt következtében lehet őket felismerni. Normál hullámoknál, amelyek mindkét oldalukon hasonló meredekségűek, hiányzik az erős kontraszt.
Keletkezésük
A cunamihullámokkal ellentétben az óriáshullámokra nézve egyelőre nincsenek figyelmeztető, vagy előrejelző módszerek, mert a tudomány még mindig viszonylag keveset tud ezekről a hullámszörnyekről.
A tudományos kutatás a természetes hullámok maximális magasságát korábban 15 méterben határozta meg, emiatt a hajóépítésben méretezésként a 16,5 métert fogadták el.
A hullámzás alapvetően a különböző hullámhosszúságok, és ezáltal terjedési sebességek, és irányaik komponenseiből tevődik össze.
Az óriáshullámok keletkezésének mechanizmusa több hullám egymásra hatásán (interferenciáján) alapszik, melynek során akár 40 m magasságú hullámok is keletkezhetnek. A tengeráramlás irányával szemben fújó erős szél valószínűbbé teszi az erős tengermozgást, és a hullámverés az áramlással szemben is futhat. Ennek során a hullámok rövidebbek, de meredekebbek és magasabbak lesznek. Ha ehhez még az interferencia is hozzáadódik, óriási hullámok keletkeznek.
Miközben korábban abból indultak ki, hogy a nagyon magas hullámok ritkábban következnek be, mint ami a normál eloszlásnak megfelel, az újabb megfigyelések és elméleti megfontolások ezzel ellentétes következtetést engednek meg. Ennek oka, hogy az elemi hullámok egymásra hatása nem lineáris, ahogy azt a központi határérték elmélet feltételezte.
Az óriáshullámok keletkezésének magyarázatához összetett modellekre van szükség. A kutatások az óriáshullámok keletkezését három elmélettel próbálták magyarázni:
1. Az áramlásmodellel: az ellentétes irányú áramlások esetén a hullámok hosszúsága csökken, a hullámok összenyomódnak, és óriáshullámmá tornyosodnak fel. Óriáshullámok azonban az olyan térségekben is keletkeznek, ahol nincsenek erős áramlások.
2. A tudósok ezért egy másik lehetőséget is ismertetnek: a szuperpozíciót. Ebben a lineáris esetben a gyorsabb és nagyobb hosszúságú hullámok utolérik a lassabb hullámokat, azok egymásra szuperponálódnak, és így alkotnak óriáshullámokat. De egyes helyeken gyakrabban alakulnak ki óriáshullámok, mint amennyi a lineáris elmélettel magyarázható lenne. Néhány éve ezért egy harmadik keletkezési elméletről is folyik az értekezés.
3. A nem-lineáris modulációs instabilitás esetében egy hullám egy nagyon összetett energia-„lopás” következtében növekszik óriáshullámmá. Még vita van arról, hogy a nyílt tengeren ezek a lineáris, vagy nem-lineáris hatások hozzák-e létre az óriáshullámokat. Ez a kérdés elementáris jelentőségű a hajózásra nézve, mert minél inkább a nem-lineáris folyamatok uralkodnak a tengereken, annál nagyobbak és veszélyesebbek az óriáshullámok.
Előfordulási helyek
Az óriáshullámok főleg olyan helyeken gyakoribbak, ahol erősek a tengeri áramlatok. A Dél-Afrikától keletre és délkeletre fekvő, valamint Dél-Amerika déli csücske körüli tengeri területek hírhedtek az óriáshullámok fellépése miatt. Veszélyes hullámzással kapcsolatban olyan tengeri területek is ismertek, amelyeknél a vízmélység hirtelen csökken.
Az óriáshullámok megmozgatták a filmkészítők fantáziáját is, mert "A Poszeidon katasztrófa" című film egy ilyen helyzetet dolgozott fel, az adatait ld. ITT
Pár nappal a poszt megjelenése előtt írta a német bild.de, hogy szörnyhullám ért egy üdülőhajót a Drake átjáróban, tehát Dél-Amerika legdélibb csücske körüli vízterületen. A NYPost rövid Instagram-videója ITT megtekinthető.
