Biển Địa Trung Hải phía đông, một lưu vực rộng lớn được bao quanh bởi các di chỉ văn hóa cổ đại, cũng là một điểm nóng về khí hậu.
Tuy nhiên, khu vực này đã nhận được tương đối ít sự chú ý khi tìm hiểu về các trạng thái biển cực đoan tạo ra những đợt sóng lớn và có khả năng gây thảm họa.
>> Tham khảo: Các kỹ sư mở đường cho các bộ phận giả vận hành bằng dây thần kinh trong tương lai.
Nhận thấy lỗ hổng về kiến thức khoa học, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế do Francesco Fedele, phó giáo sư tại Trường Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường tại Georgia Tech, dẫn đầu, đã điều tra các mối nguy tiềm ẩn đối với việc điều hướng tàu ở phía đông Địa Trung Hải.
Họ đã xem xét những con sóng bất thường, xem xét cách chúng hình thành và phân tích khả năng một con tàu sẽ gặp phải chúng khi điều hướng vùng nước dữ dội của những cơn bão dữ dội.
Phát hiện của họ làm sáng tỏ bản chất của những đợt sóng cực đoan ở Biển Địa Trung Hải và có thể thúc đẩy công nghệ dự đoán sóng bất thường và điều hướng hàng hải trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
“Hãy tưởng tượng rằng tại một điểm duy nhất trong đại dương, sóng đến từ nhiều hướng,” Fedele nói. “Luôn có khả năng chúng sẽ gặp nhau, chồng chất trong biên độ và tạo ra một làn sóng khổng lồ. Đây là cái mà chúng tôi gọi là một sự kiện bất hảo.”
>> Tham khảo: Các nhà nghiên cứu thiết kế chất điện phân thế hệ tiếp theo cho pin kim loại lithium.
Sóng độc từ lâu đã được quan sát thấy ở phía tây Địa Trung Hải bởi những người chứng kiến - đôi khi là khách du lịch trên tàu du lịch – và được biết là gây ra thiệt hại về cấu trúc và thiệt hại về người.
Để xem xét trường hợp của phía đông Địa Trung Hải, Fedele đã hợp tác với các cộng tác viên tại Viện Công nghệ Technion-Israel và Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Hàng hải và Bờ biển CAMERI ở Haifa, Israel.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một lý thuyết mới về các cực trị của sóng không-thời gian và xem xét các kịch bản giả định về việc các tàu của hạm đội hải quân Israel điều hướng vùng biển của hai cơn bão lớn xảy ra ở Địa Trung Hải vào năm 2017 và 2018.
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu tần suất xuất hiện của sóng giả mà một người quan sát gặp phải tại một điểm nhất định trên mặt biển, chẳng hạn như một giàn khoan dầu.
>> Tham khảo: Giảm thiểu tác động môi trường của thuốc diệt cỏ.
Phân tích thống kê của nhóm chỉ ra rằng những đợt sóng lớn nhất được quan sát thấy trong hai cơn bão lớn có đặc điểm tương tự như các đợt sóng bất thường thảm khốc El Faro, Andrea và Draupner, trong đó sự bất đối xứng của các đỉnh và đáy sóng là yếu tố chính tạo ra các đợt sóng bất thường. .
Họ phát hiện ra rằng, do lưu vực phía đông Địa Trung Hải được đặc trưng bởi các sóng đến từ mọi hướng, các sóng giả không “ăn cắp” năng lượng từ các sóng lân cận hoặc phát triển bằng chi phí của chúng.
Hiệu ứng này, được gọi là sự mất ổn định điều chế, đã được sử dụng trong quá khứ để hiểu các sóng giả mạo. Tuy nhiên, theo Fedele, nó chỉ phù hợp khi sóng di chuyển theo cùng một hướng, chẳng hạn như qua một kênh dài, và do đó không áp dụng trong các vùng biển thực tế.
Phân tích không-thời gian mới lạ của nhóm nghiên cứu về các trạng thái biển dữ dội nhất cũng thể hiện khả năng dự đoán các mối nguy hiểm tiềm ẩn đối với các tàu có kích cỡ và tốc độ hành trình khác nhau di chuyển trong vùng nước gồ ghề của các cơn bão được phân tích.
Fedele nói rằng một người lướt sóng có thể đưa ra một phép loại suy hữu ích cho hiệu ứng không-thời gian của sóng.
Ông nói: “Như chúng ta biết, những người lướt sóng không chờ đợi cả ngày ở cùng một chỗ, hy vọng một con sóng lớn sẽ đến. “Chúng bơi quanh một khu vực để tăng cơ hội gặp phải những con sóng lớn, và chúng luôn tìm thấy một con sóng.
>> Tham khảo: Mạch sinh học tổng hợp có thể phản hồi trong vòng vài giây.
Tương tự như vậy, một con tàu đang điều hướng trên những con sóng sẽ gặp nhiều sóng hơn trên đường đi của nó và khả năng gặp phải một con sóng dữ cao hơn khả năng có thể xảy ra.” cho một giàn khoan dầu.”
Phân tích mới lạ của nhóm nghiên cứu về sóng trong không-thời gian cũng có thể dự đoán tiềm năng của các mối nguy bất hảo đối với việc điều hướng tàu.
Một phiên bản mô hình của Fedele đã được Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia áp dụng cho WAVEWATCH III, mô hình dự báo sóng hoạt động quốc gia.
Theo Fedele, một mô hình như vậy có thể được mở rộng để tính đến chuyển động của tàu và các nguy cơ bất hảo, đồng thời có khả năng mang lại lợi ích cho các công ty vận chuyển, ngành hàng hải và cộng đồng ven biển.
