Utilizamos imágenes tridimensionales de las olas del océano para capturar mares monstruosos que producen un fenómeno notorio conocido como olas rebeldes. Nuestro resultados ahora están publicados en Cartas de revisión física.
Las olas rebeldes son colosos gigantes del mar (dos veces más altos que las olas vecinas) que parecen surgir de la nada. Historias de inimaginables montañas de agua tan altas como edificios de diez pisos han poblado el mar folklore y literatura por siglos.
La tecnología reciente ha permitido a los científicos detectar olas rebeldes en el mar, haciendo realidad la leyenda. La primera y más famosa medición fue la de Ola de Draupnerun monstruo de 25,6 metros registrado en el Mar del Norte el 1 de enero de 1995.
A pesar de las observaciones, todavía no sabemos con qué frecuencia ocurren las ondas rebeldes ni si podemos predecirlas. Un registro de una ola rebelde no incluye características específicas que distingan el mar que la rodea, por lo que no podemos hacer comparaciones ni predecir las condiciones necesarias.
Nuestro equipo zarpó en el rompehielos sudafricano SA Agulhas-II para perseguir olas rebeldes a través del Océano Austral, donde fuertes vientos dan forma a las olas más feroces de la Tierra.
¿Qué crea olas rebeldes?
En el entorno aleatorio de las olas del océano, varios mecanismos dan lugar a olas rebeldes. Una fuente primaria implica la superposición de múltiples ondas en el mismo lugar y hora. Esto da como resultado una energía concentrada que genera olas altas.
En condiciones constantes del océano, pueden ocurrir olas rebeldes generadas de esta manera. una vez cada dos días en un lugar determinado. Pero el océano es dinámico, por lo que las condiciones rara vez son constantes por mucho tiempo, lo que hace menos probable que se produzcan olas rebeldes. La superposición de olas puede ser mínima o inexistente incluso durante tormentas intensas y prolongadas.
Numérico y laboratorio Los estudios sugieren que los fuertes vientos también contribuyen al desarrollo de olas rebeldes, porque empujan con más fuerza algunas formas de olas que ya son altas. Pero rara vez se ha tenido en cuenta el viento en el análisis de las olas rebeldes.
El viento hace que las olas del océano crezcan progresivamente más altas, más largas y más rápidas. Durante esta etapa, las olas son “jóvenes” y están hambrientas de entrada de viento. Cuando las olas van más rápido que el viento, dejan de ser aceleradas por éste y alcanzan una etapa “madura” de pleno desarrollo.
A través de este proceso, el viento crea una situación caótica donde conviven olas de diferentes dimensiones y direcciones.
Nuestras observaciones recientes muestran que pueden surgir condiciones marinas únicas con olas rebeldes durante la etapa “joven”, cuando las olas son particularmente sensibles al viento. Esto sugiere que los parámetros del viento podrían ser el eslabón perdido. Sin embargo, hay aún más que considerar.
Las ondas poderosas se amplifican entre sí.
Las olas del océano son una de las fuerzas naturales más poderosas de la Tierra y podrían convertirse aún más poderoso en el futuro debido a cambio climático. Si el campo de ondas posee una cantidad extrema de energía (cuando las ondas son pronunciadas y la mayoría de ellas tienen una amplitud, longitud y dirección similares), otro mecanismo puede desencadenar la formación de ondas rebeldes.
Este mecanismo implica un intercambio de energía entre ondas que produce una “autoamplificación”, donde una onda crece desproporcionadamente a expensas de sus vecinas. Teóricamente, estudios muestran esto podría aumentar diez veces la probabilidad de que se produzcan olas rebeldes.
Mientras que la autoamplificación se manifiesta como gorras blancas – crestas espumosas y aireadas de olas agitadas – hasta ahora no ha habido evidencia de que pueda hacer que las olas rebeldes sean más probables en el océano.
Experimentos recientes sugieren que el viento puede hacer que los eventos extremos como las olas rebeldes sean más comunes. Pero este aspecto no ha sido explorado a fondo.
¿Qué encontramos en el Océano Austral?
Usamos un nuevo imágenes tridimensionales Método para escanear la superficie del océano durante toda la expedición. Imita la visión humana: sensores ubicados muy cerca registran secuencias de imágenes simultáneas. Luego, los algoritmos informáticos unen pares de ellos para reconstruir las profundidades tridimensionales: la superficie ondulada.
Mientras nuestro barco atravesaba varias tormentas, los sensores capturaron datos durante varias fases del crecimiento de las olas, desde las primeras etapas de las olas jóvenes impulsadas por el viento hasta las olas maduras que no están influenciadas por él.
Nuestros resultados muestran que las olas jóvenes muestran signos de autoamplificación y una mayor probabilidad de ondas rebeldes. Registramos olas dos veces más altas que sus vecinas una vez cada seis horas.
Esto refleja lo que los modelos de laboratorio han informado: las condiciones del mar teóricamente más propensas a la autoamplificación producirían más olas rebeldes.
Por el contrario, los mares maduros no muestran una mayor probabilidad de que se produzcan olas rebeldes. detectamos ninguno bajo esas condiciones.
Nuestros hallazgos desafían el pensamiento anterior: que la autoamplificación no cambia la probabilidad de que haya olas rebeldes en el océano. También hemos demostrado que al desarrollar herramientas para predecir olas rebeldes, debemos tener muy en cuenta el viento. Después de todo, es una característica natural del mar abierto.
Alessandro ToffoliProfesor de Ingeniería Oceánica, La Universidad de Melbourne
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