Ondas gigantescas podem acontecer com muito mais frequência do que imaginávamos: WebCuriosos
Usamos imagens tridimensionais de ondas oceânicas para capturar mares bizarros que produzem um fenômeno notório conhecido como ondas traiçoeiras. Nosso resultados agora são publicados em Cartas de revisão física.
Ondas rebeldes são colossos gigantes do mar – duas vezes mais altos que as ondas vizinhas – que aparecem aparentemente do nada. Histórias de montanhas de água inimagináveis, tão altas quanto edifícios de dez andares, povoaram o mar folclore e literatura durante séculos.
A tecnologia recente permitiu aos cientistas detectar ondas rebeldes no marfazendo a lenda se tornar realidade. A primeira e mais famosa medição foi a da Onda Draupnerum monstro de 25,6 metros registrado no Mar do Norte em 1º de janeiro de 1995.
Apesar das observações, ainda não sabemos com que frequência ocorrem as ondas traiçoeiras, ou se podemos prevê-las. O registro de uma onda rebelde não inclui características específicas que distinguem o mar ao seu redor, por isso não podemos fazer comparações ou prever as condições necessárias.
Nossa equipe partiu no navio quebra-gelo sul-africano SA Agulhas-II para perseguir ondas violentas no Oceano Antártico, onde ventos fortes moldar as ondas mais ferozes da Terra.
O que cria ondas rebeldes?
No ambiente aleatório das ondas oceânicas, vários mecanismos dão origem a mecanismos desonestos. Uma fonte primária envolve o sobreposição de múltiplas ondas no mesmo local e horário. Isso resulta em energia concentrada, levando a ondas altas.
Sob condições oceânicas consistentes, ondas traiçoeiras geradas desta forma podem ocorrer uma vez a cada dois dias em um local definido. Mas o oceano é dinâmico, por isso as condições raramente são consistentes por muito tempo – tornando menos provável a ocorrência de ondas violentas. A sobreposição de ondas pode ser mínima ou inexistente mesmo durante tempestades prolongadas e intensas.
Numérico e laboratório estudos sugerem que ventos fortes também contribuem para o desenvolvimento de ondas traiçoeiras, porque empurram com mais força algumas formas de onda já altas. Mas o vento raramente foi considerado na análise de ondas traiçoeiras.
O vento faz com que as ondas do oceano cresçam progressivamente mais altas, mais longas e mais rápidas. Durante esta fase, as ondas são “jovens” e ávidas pela entrada do vento. Quando as ondas vão mais rápido que o vento, elas deixam de ser aceleradas por ele e atingem um estágio “maduro” de pleno desenvolvimento.
Através deste processo, o vento cria uma situação caótica onde coexistem ondas de diferentes dimensões e direções.
As nossas observações recentes mostram que condições marítimas únicas com ondas rebeldes podem surgir durante a fase “jovem” – quando as ondas respondem particularmente ao vento. Isto sugere que os parâmetros do vento podem ser o elo perdido. No entanto, há ainda mais a considerar.
Ondas poderosas amplificam umas às outras
As ondas oceânicas são uma das forças naturais mais poderosas da Terra e podem tornar-se ainda mais poderoso no futuro devido às mudanças climáticas. Se o campo de onda possuir uma quantidade extrema de energia – quando as ondas são íngremes e a maioria delas tem amplitude, comprimento e direção semelhantes – outro mecanismo pode desencadear a formação de ondas traiçoeiras.
Este mecanismo envolve uma troca de energia entre ondas que produz uma “autoamplificação”, onde uma onda cresce desproporcionalmente às custas das suas vizinhas. Teoricamente, estudos mostram isso poderia aumentar em dez vezes a probabilidade de ondas traiçoeiras.
Enquanto a autoamplificação se manifesta como whitecaps – cristas espumosas e arejadas de ondas agitadas – até agora não houve nenhuma evidência de que possa tornar ondas desonestas mais prováveis no oceano.
Experimentos recentes sugerem que o vento pode tornar mais comuns eventos extremos, como ondas violentas. Mas este aspecto não foi completamente explorado.
O que encontramos no Oceano Antártico?
Usamos um novo imagem tridimensional método para escanear a superfície do oceano durante a expedição. Ele imita a visão humana: sensores localizados próximos registram sequências de imagens simultâneas. Os algoritmos de computador então combinam pares deles para reconstruir as profundidades tridimensionais – a superfície ondulada.
À medida que o nosso navio passava por várias tempestades, os sensores captavam dados durante várias fases de crescimento das ondas – desde as fases iniciais de ondas jovens alimentadas pelo vento, até ondas maduras que não são influenciadas por ele.
Nossos resultados mostram que ondas jovens apresentam sinais de autoamplificação e uma maior probabilidade de ondas rebeldes. Registramos ondas duas vezes mais altas que as de seus vizinhos uma vez a cada seis horas.
Isto reflete o que os modelos de laboratório relataram: condições do mar teoricamente mais propensas à autoamplificação produziriam mais ondas traiçoeiras.
Em contraste, os mares maduros não apresentam uma probabilidade aumentada de ondas rebeldes. Nós detectamos nenhum nessas condições.
Nossas descobertas desafiam o pensamento anterior: que a autoamplificação não altera a probabilidade de ondas violentas no oceano. Mostrámos também que, ao desenvolver ferramentas para prever ondas traiçoeiras, precisamos de ter em consideração o vento. Afinal, é uma característica natural do mar aberto.
Alessandro ToffoliProfessor de Engenharia Oceânica, A Universidade de Melbourne
Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
