Gelombang Rogue Itu Misterius Dan Besar

Berdirilah di tepi pantai dan saksikan ombak menggulung, dan Anda akan melihat bahwa sebagian besar datang dengan ukuran yang kira-kira sama. Ada sedikit variasi, tetapi sebagian besar tidak menonjol dari keramaian. Pada semua hari kecuali hari-hari yang paling badai, mereka memiliki keteraturan yang hampir menenangkan tentang mereka.

Namun sering kali, di laut lepas, gelombang jahat datang. Gelombang besar yang tidak normal ini dapat menyerang dengan mengejutkan, dan berbahaya bahkan bagi kapal terbesar sekalipun. Penelitian sedang berlangsung tentang apa yang menciptakan gelombang ini, dan bagaimana mereka dapat diidentifikasi dan dilacak sebelumnya.

Mitos Menjadi Kenyataan

MS Riverdance kandas setelah dihantam gelombang jahat di lepas pantai Blackpool pada 2008. Kapal itu akhirnya dibongkar di lokasi karena upaya untuk mengapungkan kembali kapal gagal. Kredit: Susan Noble, CC-BY-SA 2.0

Kisah ombak nakal telah lama menjadi bagian dari cerita rakyat dan legenda bahari. Selama berabad-abad, para pelaut menceritakan kisah “dinding air” yang akan muncul di laut lepas, menghancurkan kapal hingga berkeping-keping saat ombak yang menjulang menerjang kapal.

Mereka juga tidak bisa disamakan dengan tsunami. Hal tersebut umumnya disebabkan oleh perpindahan air dari gunung berapi atau gempa bumi atau gangguan besar serupa. Tsunami nyaris tidak muncul sebagai lebih dari sekadar riak di lautan, hanya menjulang begitu mereka hampir pecah di pantai. Gelombang jahat justru sebaliknya, berdiri di ketinggian yang sangat tinggi di laut lepas dan menimbulkan bahaya besar bagi kapal atau platform apa pun yang terjebak di jalurnya.

Meskipun banyak anekdot dari fenomena seperti itu, bagaimanapun, sains arus utama lambat menerima keberadaan gelombang jahat. Model mapan untuk pembuatan dan propagasi gelombang tidak dapat menjelaskan perilaku seperti itu. Dengan demikian, gelombang nakal sebagian besar tetap diabaikan oleh literatur ilmiah. Beberapa makalah dan teks membahas gagasan tentang gelombang besar yang aneh, tetapi konsep itu dianggap tidak lebih dari sekadar mitos yang aneh.

Rekaman akurat dari gelombang nakal yang menghantam platform Draupner pada tahun 1995 memicu perubahan dalam komunitas ilmiah yang lebih luas, yang mengarah pada penelitian yang sibuk untuk lebih memahami gelombang jahat. Kredit: Paolosan, CC-BY-SA-4.0

Itu semua berubah pada tahun 1995. Platform pipa gas Draupner di Laut Utara dilanda gelombang jahat dengan tinggi gelombang maksimum 25,6 meter penuh. Itu adalah gelombang besar, jauh di atas ketinggian gelombang signifikan yang khas hanya 12 meter di wilayah tersebut selama kondisi tertentu. Terobosan besar adalah bahwa platform Draupner dilengkapi dengan perekam gelombang pengintai laser yang akurat, yang mencatat ketinggian gelombang secara akurat saat melewatinya. Untungnya, platform tersebut hanya mengalami kerusakan kecil, tetapi data yang diambil terus mengguncang oseanografi selama bertahun-tahun yang akan datang.

Pengukuran gelombang Draupner benar-benar mengubah konsensus ilmiah; sekarang ada bukti tak terbantahkan bahwa gelombang jahat benar-benar ada. Penelitian dimulai dengan sungguh-sungguh, dengan para ilmuwan dengan cepat menyadari bahwa gelombang jahat berada di luar model khas Gaussian yang digunakan untuk memprediksi tinggi dan aktivitas gelombang.

Pada awal 2000-an, para ilmuwan telah menentukan bahwa gelombang jahat juga tidak jelas, peristiwa 1 dalam 10.000 tahun. Pada tahun 2004, satelit Badan Antariksa Eropa digunakan untuk melihat gelombang jahat di laut. Para peneliti menemukan sepuluh gelombang jahat dengan ketinggian lebih dari 25 meter setelah mengamati bagian Atlantik Selatan hanya selama tiga minggu.

Dalam waktu yang relatif singkat, ilmu pengetahuan telah berubah dari ketidakpercayaan pada gelombang jahat menjadi sekarang menemukan mereka secara teratur muncul di seluruh dunia. Hal tersebut menimbulkan keprihatinan serius, khususnya dalam dunia desain kapal. Kapal dagang modern secara tradisional telah dirancang untuk menahan ketinggian gelombang di wilayah 11 meter. Sekarang, ada pemahaman yang lebih baik bahwa gelombang lebih dari 20 meter tidak terduga, dan gelombang hingga 30 meter mungkin terjadi. Ini menyebabkan seruan untuk meningkatkan ketinggian gelombang minimum yang dimaksudkan untuk ditahan oleh kapal, untuk memberi kapal dagang peluang lebih besar untuk selamat dari pertemuan dengan gelombang jahat.

Berburu Jawaban

Definisi modern dari gelombang nakal adalah gelombang yang tingginya lebih dari dua kali tinggi gelombang yang signifikan. Tinggi gelombang signifikan ditentukan dengan mengambil rata-rata sepertiga gelombang teratas dalam keadaan laut tertentu. Dengan demikian, gelombang jahat menonjol dengan menjadi dua kali lebih tinggi dari gelombang tinggi lainnya di area tertentu.

Para ilmuwan berharap untuk lebih memahami apa yang menyebabkan gelombang jahat terbentuk. Daripada penyebab tunggal, penelitian saat ini menunjukkan bahwa berbagai faktor yang berbeda dapat ikut bermain untuk menghasilkan gelombang nakal.

Simulasi gelombang Draupner dilakukan pada tahun 2019. Pada baris pertama, gelombang bertemu pada sudut 0 derajat, sedangkan pertemuan pada 60 derajat dan 120 derajat masing-masing di baris 2 dan 3. Perhatikan kenaikan tinggi yang signifikan di baris ketiga, di mana para peneliti menemukan semburan air vertikal dengan cepat meningkatkan ketinggian gelombang. Kredit: McAllister dkk 2019, CC-BY-4.0

Interferensi konstruktif adalah salah satu cara paling sederhana untuk membentuk gelombang nakal. Di sinilah gelombang-gelombang terpisah yang merambat melalui air berkumpul dan bertemu, di mana puncak dan palungnya kebetulan berbaris, dan gelombang-gelombang itu secara konstruktif berinterferensi menjadi lebih besar dari sebelumnya. Simulasi telah menunjukkan bahwa sudut pertemuan gelombang ini dapat memainkan peran penting. Satu simulasi menunjukkan bahwa pertemuan gelombang pada sudut 120 derajat menyebabkan gelombang nakal yang curam dihasilkan.

Interaksi antara gelombang besar dan arus laut juga diduga menjadi cara terbentuknya gelombang nakal. Mekanisme ini diperkirakan terjadi di lepas pantai Afrika Selatan, di mana gelombang besar terbentuk di wilayah arus Agulhas yang kuat. Di mana gelombang besar bergerak dalam arah yang berlawanan dengan arus laut, arus dianggap memiliki efek pemfokusan pada gelombang. Arus memperlambat muka gelombang, mendorong gelombang berikutnya lebih dekat dan menaikkan tinggi gelombang secara keseluruhan.

Penjelasan lain termasuk fenomena non-linier, di mana satu gelombang dalam serangkaian gelombang dapat menyedot energi dari orang-orang di sekitarnya, menjadi lebih besar dengan sendirinya. Fenomena ini telah dibuktikan di laboratorium dengan sukses dalam tes tangki air.

Penelitian sedang berlangsung untuk memprediksi dan memahami peristiwa gelombang ini dengan lebih baik. Sebuah makalah penelitian baru-baru ini telah diterbitkan untuk mencoba mengamati gelombang jahat di lapangan yang bertujuan untuk mengeksplorasi efek penyebab ini. Pelampung gelombang yang dilengkapi dengan sistem pengukuran inersia dan GPS diferensial untuk akurasi tinggi digunakan untuk mengukur gelombang jahat di lepas pantai Kanada pada tahun 2020 hingga 2021.

Studi ini berhasil menangkap data gelombang nakal 17,6 m dari ketinggian ke puncak, dalam keadaan laut di mana tinggi gelombang signifikan hanya 6,05 m sebagai perbandingan. Dengan rasio ketinggian 2,9 relatif terhadap tinggi gelombang yang signifikan, dan ketinggian puncak 1,98 kali lebih tinggi, penulis studi percaya ini menjadi tinggi gelombang nakal ternormalisasi terbesar yang tercatat sejauh ini. Khususnya tim tidak menemukan bukti untuk efek non-linear dalam generasi gelombang nakal.

Kemungkinan akan memakan waktu bertahun-tahun untuk penelitian dan pemodelan lebih lanjut sebelum fenomena gelombang nakal benar-benar dipahami. Upaya tersebut hanya akan diharapkan dengan pemahaman yang lebih baik, dengan lebih banyak pelaut dan peneliti yang sadar akan gelombang jahat dan dengan demikian lebih mampu menangkap data kapan dan di mana mereka terjadi.