Monsterbølger afsløret fra rummet

Dårligt vejr har sænket over 200 supertankere og containerskibe på over 200 meters længde i de seneste to årtier. Monsterbølgerne menes at være hovedårsagen til mange af disse forlis.

Sømænd, der har overlevet mødet med monsterbølger, har fortalt bemærkelsesværdige historier. I februar 1995 mødte krydstogtskibet Queen Elizabeth II en 29 meter høj monsterbølge under en storm på Nordatlanten. Kaptajn Ronald Warwick beskrev den som en "kæmpe vandvæg... det så ud som om vi var ved at sejle på de hvide klipper ved Dover."

I ugen februar/marts 2001 fik to hærdede krydstogtskibe, Bremen og Caledonian Star, vinduerne på broen smadret af en 30 meter høj monsterbølge i Sydatlanten. Bremen drev rundt i to timer uden at kunne navigere.

"De to hændelser indtraf mindre end tusind kilometer fra hinanden," sagde Wolfgang Rosenthal, seniorforsker i forskningscentret GKSS Forschungszentrum GmbH i Geesthacht i Tyskland, som i årevis har studeret monsterbølgerne. "Al elektronik var ude af drift på Bremen, som drev parallelt med bølgerne. Indtil elektronikken igen fungerede, var besætningen overbevist om, at deres sidste dag var kommet.

"Det samme fænomen kan have sænket mange mindre heldige skibe. Gennemsnitligt forliser to store skibe om ugen, men årsagen efterforskes ikke ligeså detaljeret som ved flystyrt. Det forklares oftest med dårligt vejr".

Offshore-platforme har også været ramt. Den 1. januar 1995 blev olieplatformen Draupner ramt af en bølge, hvis højde blev målt til 26 meter. De højeste bølger i området var 12 meter høje.

Radarmålinger fra denne og andre platforme har medvirket til at overbevise skeptiske forskere, hvis statistikker viste, at så store afvigelser fra det omkringliggende hav kun forekommer én gang for hver 10.000 år. Radardata fra Nordsøens Goma-oliefelt registrerede 466 monsterbølger på 12 år.

Det faktum, at monsterbølger rent faktisk forekommer relativt ofte, fik stor sikkerhedsmæssig og økonomisk betydning, da nutidens skibe og offshore-platforme kun er bygget til at modstå 15 meter høje bølger.

I december 2000 indledte EU et forskningsprojekt kaldet MaxWave, som skal bekræfte den udbredte forekomst af monsterbølger, finde ud af, hvordan de opstår og vurdere deres betydning for de kriterier, der anvendes ved design af skibe og offshore-platforme. Som en del af MaxWave, blev data fra ESA's ERS-radarsatellitter i første omgang brugt til at foretage globale optællinger af monsterbølger.

"Uden radarsensorernes dækning fra luften havde vi ikke en chance for at finde noget," tilføjede Wolfgang Rosenthal, der ledede det treårige MaxWave-projekt. "Det eneste, vi havde at gå efter, var radardata indsamlet fra olieplatforme. Så vi var fra starten interesseret i at bruge ERS".

Det vigtigste instrument ombord på ESA's tvillingesatellitter ERS-1 og 2 – sendt op i henholdsvis juli 1991 og april 1995 – var en SAR (Synthetic Aperture Radar).

SAR kan fungere på forskellige måder. Over havet fungerer den i bølgetilstand og tager miniaturebilleder af 10 x 5 km af havets overflade for hver 200 km.

Disse billeder transformeres derefter matematisk til udlignede analyser af bølgeenergi og -retning. ESA stiller disse spektrer til rådighed for offentligheden. De er nyttige for metrologiske centre, fordi de kan forbedre nøjagtigheden af prognoser for havets indflydelse på vejret.

"De rå billeder er ikke tilgængelige, men med en opløsning på ti meter mente vi, at de i sig selv indeholdt et væld af nyttige oplysninger," sagde Wolfgang Rosenthal. "Spektrer over bølger giver oplysninger om havets gennemsnitlige tilstand, mens billederne viser de individuelle bølgers højde, også ekstremerne, som vi er interesseret i.

"ESA gav os tre ugers data – ca. 30.000 særskilte miniaturebilleder – fra omkring tidspunktet, hvor Bremen og Caledonian Star blev ramt. Billederne blev behandlet og undersøgt for ekstreme bølger i det tyske rumfartscenter DLR".

På trods af den relativt korte periode, som dataene dækkede, kunne MaxWave-teamet identificere over ti gigantiske bølger rundt om i verden på over 25 meters højde.

"Efter at have bevist, at de eksisterer, endda i større antal end forventet, er næste skridt at analysere, om de kan forudsiges," fortsatte Wolfgang Rosenthal. "MaxWave sluttede formelt ved udgangen af sidste år, selvom to grene fortsætter – den ene for at forbedre skibsdesignet gennem kendskab til, hvordan skibene forliste, og det andet for at undersøge flere satellitdata med henblik på at finde ud af, om monsterbølgerne kan forudsiges".

Et nyt forskningsprojekt kaldet WaveAtlas skal vha. to års ERS-miniaturebilleder oprette et verdenskort over forekomster af monsterbølger og foretage statistiske analyser. Lederen er Susanne Lehner, docent i afdelingen for anvendt marinefysik ved universitetet i Miami, som også deltog i MaxWave i DLR sammen med Wolfgang Rosental.

"Når man følger billederne, er det som at flyve, fordi man kan følge havets tilstand langs satellittens bane," siger Susanne Lehner. "Man ser også andre karakteristika som f.eks. isflager, oliepøle og skibe på billederne, så der er interesse for at bruge dem inden for andre områder.

"Det er kun radarsatellitter, der kan foretage de ægte globale dataindsamlinger, som er nødvendige i statistiske analyser af oceanerne, fordi de i modsætning til deres optiske modparter kan se gennem skyer og i mørke. I stormvejr er radarbilleder således den eneste tilgængelige relevante informationskilde".

Indtil videre er der fundet visse mønstre. Monsterbølger forbindes ofte med steder, hvor almindelige bølger møder oceanstrømme og hvirvelstrømme. Strømmens styrke koncentrerer bølgeenergien og danner store bølger – Lehner sammenligner det med en optisk linse, der koncentrerer energi på et lille område.

Dette er især tilfældet i forbindelse med den notorisk farlige Agulhas-strøm på Sydafrikas østkyst, men også andre strømme er sat i forbindelse med monsterbølger, f.eks. Golfstrømmen i Nordatlanten, der møder bølger fra Labradorhavet.

Dataene viser imidlertid, at der også forekommer bølger, hvor der ikke er strømme – ofte i nærheden af vejrfronter og lavtryksområder. Vedvarende vinde efter længere tids storm (over 12 timer) forstørrer bølger, der bevæger sig med en bestemt hastighed synkront med vinden – går det for hurtigt, kommer de foran stormen og opløses, går det for langsomt, kommer de bagud.

"Vi kender nogle af årsagerne til monsterbølgerne, men ikke dem alle," konkluderer Wolfgang Rosenthal. WaveAtlas-projektet skal efter planen køre indtil første kvartal 2005.