Fale ekstremalne!
2008-06-23
14:26
archiwum Żagli
Marek Zwierz informuje z Trójmiasta: Komitet Badań Morza Polskiej Akademii Nauk zorganizował sesję na temat fal ekstremalnych (ang. freak waves). Wprawdzie niewielu z nas potrafi zrozumieć wzory matematyczne pozwalające na opisanie tych fal, ale już statystyki ich występowania są bardzo ciekawe. Zaginięcie na Atlantyku bez śladu niemieckiego kontenerowca "München" czy na Pacyfiku brytyjskiego masowca "Derbyshire" wywołało spekulacje na temat istnienia fal ekstremalnych, których istnienie dotychczas wkładano do szufladki z morskimi opowieściami starych marynarzy.
Dwutygodniowa obserwacja powierzchni oceanu przez satelitę ERS-2-SAR ujawniła w tym okresie 25 fal o wysokości powyżej 29,8 m. Praktycznie oznacza to, że gdzieś na kuli ziemskiej codziennie czyha taki olbrzym i to wcale nie tylko na Oceanie Południowym. Takie fale występują wszędzie i nawet Bałtyk nie jest od nich wolny, choć skala zjawiska jest tu nieco mniejsza.
W stosunkowo krótkim okresie pomiarowym udało się udokumentować falę blisko ośmiometrową. Ostatecznie po poważnej awarii statku pasażerskiego "Bremen", który napotkał blisko 30 metrową falę, nikt w ich istnienie już nie wątpi. Inną udokumentowaną falą była tzw. fala noworoczna z 1 stycznia 1995 roku, która zniszczyła na Morzu Północnym platformę wiertniczą. Miała wysokość 26 m. Inna fala, też na Morzu Północnym w dniu 13 (!) grudnia 1991 roku miała wysokość 28,3 m. Przy średnim falowaniu około 5 m może się przydarzyć fala o wysokości do 20 m. W dodatku, jak już wspomniałem, na każdym akwenie należy się z nimi liczyć.
Przyczyn powstawania tak dużych fal jest kilka. Może to być koncentracja fal o różnych częstotliwościach, oddziaływanie między sobą długich sekwencji fal i w końcu wzajemne oddziaływanie fal i prądu jak to jest u wybrzeży Afryki Południowej w rejonie Prądu Agulhas. Znany jest fenomen Trzech Sióstr, sekwencji trzech olbrzymich fal występujących jedna po drugiej. Fenomen ten może się pojawić, gdy długie fale nakładają się na inne falowanie pod kątem około 30 stopni. Jeżeli wysoka, załamująca się fala wejdzie pod kątem 50 stopni do głównego kierunku fal może powstać "fala bandycka" i jest to jak najbardziej określenie naukowe. Najprawdopodobniej taki właśnie stromy, załamujący się wał wody napotkał na Atlantyku niemiecki kontenerowiec "München". Nie zdążył nawet nadać sygnału Mayday.
Badania nad falami poskutkowały unowocześnieniem norm konstrukcyjnych dla statków i platform. Według znowelizowanej tzw. konwencji o wolnej burcie zmienione zostały kształty dziobów i minimalna wysokość burt. Zmieniona została też konstrukcja pokładów, przede wszystkim podwyższone i lepiej zabezpieczone zostały luki ładunkowe i pokład lepiej jest chroniony przed zalewaniem. Przy konstrukcji platform na Morzu Północnym przyjmuje się wysokość najwyższych spodziewanych fal na 35 - 40 m.
Obecnie do bezpieczeństwa żeglugi przywiązuje się dużo większą wagę, szczególnie w przypadku tankowców i statków przewożących ładunki niebezpieczne. Innymi falami ekstremalnymi są fale tsunami. Fale te wywoływane są ruchami tektonicznymi skorupy ziemskiej lub wybuchami wulkanów, a ich niszcząca siła objawia się nie na pełnym morzu, a na wybrzeżach, gdzie fala spiętrza się niszcząc wszystko, co napotka na swojej drodze. Przykładem może tu być bożenarodzeniowa katastrofa sprzed kilku lat w Indonezji i na wyspach Oceanu Indyjskiego.
Inną przyczyną fali tsunami może być uderzenie asteroidu (meteorytu), co w historii Ziemi jest wielokrotnie udokumentowane. Spadający asteroid, rozgrzany przez tarcie w atmosferze do temperatury kilku tysięcy stopni powoduje w zetknięciu z oceanem wybuch pary wodnej porównywalny z wybuchem bomby atomowej. Nic więc dziwnego, że zarówno Rosjanie, jak i Amerykanie prowadzili badania nad rozprzestrzenianiem się fal wywołanych wybuchem i nad ich wysokością. Wprawdzie uderzenie asteroidu jest bardzo mało prawdopodobne, jednak astronomowie znaleźli obiekt 1950DA o średnicy 1,1km, który pędząc z prędkością ponad 17 km/s uderzy w Atlantyk wywołując u wybrzeży Europy i Afryki falę o wysokości kilkunastu metrów. Znany jest już termin tego wydarzenia: 16 marca 2880 roku. Możemy więc spać spokojnie.
O ekstremalnych falach i ich wpływie na konstrukcje okrętowe opowiadał nestor polskich okrętowców, prof. Lech Kobyliński z Fundacji Bezpieczeństwa Żeglugi i Ochrony Środowiska. O badaniach fal w kanale doświadczalnym donosił doc. Wojciech Sulisz z Instytutu Budownictwa Wodnego PAN, a tematem tsunami i fal wywołanych uderzeniem asteroidów zajął się gospodarz seminarium, prof. Stanisław Massel, dyrektor Instytutu Oceanologii PAN w Sopocie (na zdjęciu).
Tekst i zdjęcia: Marek Zwierz(korespondent "Żagli" z Trójmiasta)
