ถอดรหัสคลื่นยักษ์อันตรายที่คุกคามเรือเดินทะเลนอกชายฝั่ง

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้ถอดรหัสความลึกลับของคลื่นยักษ์ ซึ่งเป็นคลื่นรุนแรงที่เกิดขึ้นอย่างกะทันหัน ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อเรือและโครงสร้างนอกชายฝั่งได้

ทีม นักวิทยาศาสตร์ จากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย สหรัฐอเมริกา ได้ศึกษาคลื่นยักษ์ (rogue wave) และค้นพบว่าคลื่นยักษ์เหล่านี้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ตามกันและขยายสัญญาณซึ่งกันและกัน พวกเขาใช้ข้อมูลจากทะเลเหนือเพื่อสรุปว่าคลื่นยักษ์ไม่ได้เกิดจากแรงประหลาด และกำลังพัฒนาแบบจำลองที่สามารถคาดการณ์คลื่นอันตรายนี้ในอนาคตได้ ภาพ: Shutterstock

ในวันปีใหม่ พ.ศ. 2538 คลื่นยักษ์สูง 24.4 เมตรซัดเข้าใส่แท่นขุดเจาะน้ำมัน Draupner ในทะเลเหนือ กำแพงน้ำขนาดมหึมาทำให้ราวเหล็กพังทลายลงมาและเหวี่ยงอุปกรณ์หนักขึ้นไปบนดาดฟ้า นับเป็นครั้งแรกที่นักวิจัยสามารถวัดความสูงของคลื่นยักษ์นอกชายฝั่งได้ ภาพ: SciTechDaily.com

“สิ่งนี้ยืนยันสิ่งที่นักเดินเรือบรรยายไว้มานานหลายศตวรรษ พวกเขามักพูดถึงคลื่นที่ปรากฏขึ้นอย่างกะทันหันและมีขนาดใหญ่มาก แต่เป็นเวลานานที่เราคิดว่ามันเป็นแค่ตำนาน” ฟรานเชสโก เฟเดเล รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมแห่งสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียกล่าว ภาพ: ศาสตราจารย์อเลสซานโดร ทอฟโฟลี

รองศาสตราจารย์เฟเดเลนำทีมนานาชาติศึกษาต้นกำเนิดของคลื่นยักษ์ พวกเขาวิเคราะห์บันทึกคลื่นยักษ์ 27,500 รายการที่รวบรวมไว้ตลอด 18 ปีในทะเลเหนือ ซึ่งถือเป็นชุดข้อมูลที่ครอบคลุมที่สุดในประเภทนี้ ภาพ: REB Images/Tetra Images/Getty Images

แต่ละบันทึกมีรายละเอียดกิจกรรมของคลื่นรบกวนเป็นเวลา 30 นาที ซึ่งรวมถึงความสูง ความถี่ และทิศทาง ข้อสรุปของทีมวิจัยท้าทายสมมติฐานที่ยึดถือกันมานานว่ากลไกการสร้างคลื่นรบกวนเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ความไม่เสถียรของการมอดูเลต" ภาพ: เจ้าหน้าที่ของเรือ NOAA 'Delaware II', Flickr // CC BY 2.0

“ความไม่เสถียรแบบโมดูลาร์” คือกระบวนการที่การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในจังหวะและระยะห่างของคลื่นทำให้พลังงานรวมตัวอยู่ในคลื่นเดียว แทนที่จะกระจายตัวเท่าๆ กัน รูปแบบคลื่นกลับเปลี่ยนแปลง ทำให้คลื่นหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าคลื่นอื่นๆ อย่างมากอย่างกะทันหัน ภาพ: Guy Edwardes/naturepl.com

รองศาสตราจารย์เฟเดเล ชี้ให้เห็นว่าความไม่เสถียรของการมอดูเลต “เป็นจริงโดยหลักเมื่อคลื่นถูกจำกัดอยู่ในช่องสัญญาณที่ทำให้พลังงานไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในทะเลเปิด พลังงานสามารถแพร่กระจายได้หลายทิศทาง” ภาพ: Alexander Izmaylov/iStock/Getty Images Plus

เมื่อรองศาสตราจารย์เฟเดเลและคณะวิเคราะห์ข้อมูลจากทะเลเหนือ พวกเขาไม่พบหลักฐานของความไม่เสถียรที่ถูกปรับในคลื่นนอกระบบ แต่กลับพบว่าคลื่นขนาดใหญ่ที่สุดดูเหมือนจะเป็นผลจากปรากฏการณ์ที่ง่ายกว่าสองอย่าง ภาพ: Ryan Janssens/Shutterstock | The Daily Galaxy --Great Discoveries Channel

ปรากฏการณ์แรก เรียกว่า การบรรจบกันของคลื่น (translational convergence) เกิดขึ้นเมื่อคลื่นที่เดินทางด้วยความเร็วและทิศทางที่ต่างกันบังเอิญมาเรียงตัวกัน ณ เวลาและสถานที่เดียวกัน คลื่นเหล่านี้จะเรียงซ้อนกัน ทำให้เกิดสันคลื่นที่สูงกว่าปกติมาก ปรากฏการณ์ที่สอง เรียกว่า การไม่เคลื่อนตัวแบบกำลังสอง (quadratic constraint non-translation) ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วจะทำให้รูปร่างของคลื่นยืดออก ทำให้สันคลื่นสูงขึ้น 15-20% ภาพ: passporthealthusa

รองศาสตราจารย์เฟเดเลอธิบายว่าเมื่อเกิดปรากฏการณ์ทั้งสองพร้อมกัน คลื่นจะมีขนาดใหญ่กว่ามาก การค้นพบ นี้มีความหมายมากมายต่อการพัฒนาแบบจำลองเพื่อคาดการณ์ภัยคุกคามจากคลื่นยักษ์ที่จะส่งผลกระทบต่อเรือและโครงสร้างนอกชายฝั่ง ในอนาคต นักวิทยาศาสตร์จะสามารถคาดการณ์ได้ว่าคลื่นยักษ์จะพัดถล่มเมื่อใดและที่ใด และจะมีแนวทางแก้ไขเพื่อรับมือกับคลื่นยักษ์เหล่านี้ ภาพ: SciTechDaily.com

ขอเชิญผู้อ่านรับชม วิดีโอ : เบื้องหลังความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ ที่มา: VTV24

ที่มา: https://khoahocdoisong.vn/giai-ma-song-doc-nguy-hiem-de-doa-tau-thuyen-ngoai-khoi-post2149053777.html