Rogue wave -analyse understøtter undersøgelse af El Faro -synkningen

En ny analyse udført for at understøtte undersøgelsen af ​​El Faros lastskibs forlis i 2015 har beregnet sandsynligheden for en massiv useriøs bølge under orkanen Joaquin i oktober samme år - og demonstreret en ny teknik til vurdering af sandsynligheden for useriøse bølger over rummet og tid.

Brug af vejr- og havdata fra tidspunktet for synkningen, sammen med en ny teoretisk model, en forsker i Georgia Institute of Technology har beregnet, at der var så meget som en en-i-130 chance-over en periode og et område-at en useriøs bølge på 46 fod (14 meter) kunne have fundet sted under orkanen. Forskningen, rapporterede 11. september i journalen Videnskabelige rapporter , kan hjælpe med at forbedre forudsigelsen af ​​useriøse bølger for at hjælpe rederier og andre med at forstå risiciene ved disse usædvanlige bølgemønstre.

Containerskibet El Faro var på vej til Puerto Rico fra Jacksonville, Florida foran orkanen Joaquin, da den sank øst for Bahamas, tager 33 besætningsmedlemmers liv. Rogue wave -undersøgelsen blev udført for National Transportation Safety Board som en del af dens undersøgelse af katastrofen.

"Orkaner producerer meget ekstreme forhold med stærk vind, så du har meget energiske havtilstande, der kan øge sandsynligheden for disse begivenheder, "sagde Francesco Fedele, en lektor ved Georgia Tech School of Civil and Environmental Engineering. "Vi mener, at denne første undersøgelse af useriøse bølger, der forekommer over rum og tid under orkaner, vil hjælpe med at forbedre prognoser i realtid for rederier og andre organisationer, der har brug for at forstå risikoen for ekstreme hændelser i havene."

Rogue havbølger kan tilsyneladende udvikle sig ud af ingenting for at synke skibe og overvælde olieplatforme med vægge på op til 25 meter høje. Bølgerne stammer fra en kombination af konstruktiv interferens - et kendt bølgefænomen - og ikke -lineære effekter, der er specifikke for den komplekse dynamik i havbølger. Bølgerne er blevet observeret i oceaner rundt om i verden, varer typisk kun cirka 20 sekunder, før de forsvinder. De adskiller sig fra tsunamibølger, der kan rejse store afstande efter at være skabt af undersøiske jordskælv eller jordskred.

Fedele og hans kolleger har studeret useriøse bølger i flere år, og i 2016 brugte avancerede matematiske teknikker til at udvikle en ny forståelse af, hvordan bølgerne dannes. Efter El Faro -sænkningen, Fedele blev bedt om at evaluere sandsynligheden for, at en useriøs bølge kunne have fundet sted under orkanen, da skibet sank, mens det drev i voldsomt hav efter at have mistet motorkraft.

Nøglen til den nye forudsigelsesteknik er at tage højde for rumtidseffekter, der kan øge sandsynligheden for, at et skib støder på en useriøs bølge.

Fedele sammenlignede denne rum-tid-analyse med surfernes bestræbelser på at finde en stor bølge at ride. Surfere øger deres sandsynlighed for at finde en usædvanlig stor bølge ved at padle rundt i område med mindre bølger nær en strand. Hvis de forbliver ét sted, de ville i sidste ende støde på sådan en bølge, men det kan tage meget længere tid.

Den teoretiske model udviklet af Fedele tager højde for fartøjets størrelse, hvilket også øger chancerne for at støde på en sådan bølge. El Faro var 240 meter lang, sammenlignelig med den typiske bølgelængde for en useriøs bølge. Tidligere rogue wave -modeller havde ikke overvejet fartøjets størrelse ved beregning af sandsynligheden for at støde på en potentielt katastrofal bølge.

"Et skib, der bevæger sig langs en navigationsrute, dækker mere rum-tid-område, øger sandsynligheden for, at den vil støde på en stor bølge, "Sagde Fedele." Vi simulerede havstaten på tidspunktet for synkningen, og dertil tilføjede vi forudsigelser af havforholdene. Vi lavede bølgesimuleringer baseret på dem for at forstå den slags forhold, skibet stødte på. "

Data og simuleringer af vejr- og havforhold blev leveret af National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Forskerne undersøgte chancerne for, at skibet støder på en bølge på 14 meter høj - cirka 46 fod. Denne måling omfattede kun højden over havets gennemsnitlige niveau og tog ikke højde for bølgetrugets dybde.

I det fremtidige arbejde, forskerne vil gerne forbedre nøjagtigheden af ​​deres forudsigelser for at forbedre rogue wave -forudsigelsesalgoritmerne, der bruges af NOAA.

"Rum-tid-modellen, der er udviklet til denne undersøgelse, kan danne grundlag for den næste generation af bølgeforudsigelsesmodeller til at forudsige ekstreme bølger og give tidlige advarsler til rederier og andre for at hjælpe dem med at undgå farlige områder med risiko for useriøse bølger, "Sagde Fedele.