Kristian Dysthe og kolleger ved universitetene i Oslo, Bergen og Trondheim forente krefter for å teste den eneste teorien som kunne gi en forklaring - men måtte avlive også denne.

- Her er det fortsatt et fenomen vi ikke kan forklare, konkluderer Dysthe.

De såkalte “monsterbølgene” med bølgehøyder opptil 30 meter var lenge et fenomen som bare sjøfolk snakket om, hvis de hadde overlevd.

Men den såkalte “nyttårsbølgen” som traff oljeplattformen Draupner langt ute i Nordsjøen 1. januar 1995 sjokkerte både petroleumsbransjen og bølgespesialistene og innledet en omfattende forskningsinnsats.

Hundreårsbølger

- Det finnes noenlunde sikre målinger på at det forekommer bølgehøyder på over 30 meter. Disse ekstreme bølgene hender oftere enn man skulle forvente ut fra teorien, bekrefter professor Kristian Dysthe.

Fra et statistisk synspunkt kunne man tenke at fordelingen av bølgehøyder omtrent fulgte den berømte Gauss-kurven, og da ville de ekstremt store bølgene være veldig sjeldne og kanskje forekomme med 100, 1 000 eller 10 000 års mellomrom.

- Men målinger fra plattformer langt ute i Nordsjøen tyder på at det kan forekomme flere “hundreårsbølger” i løpet av noen få år, og det kan vi ikke forklare med Gauss-kurven. Heller ikke hvis vi justerer Gauss-kurven med det vi matematikere kaller ikke-lineære teorier, påpeker Dysthe.

Forklaringen mangler i åpent hav

Det finnes forklaringer på at ekstremt store bølger kan forekomme på havstrekninger med sterke strømmer, når et kraftig uvær setter opp vinder i motsatt retning av strømmen.

Både Agulhas-strømmen utenfor Sør-Afrika og den tidlige delen av Golfstrømmen (i det beryktede Bermuda-triangelet) er eksempler på dette.

- Det er også godt forklart at det kan forekomme ekstreme bølgehøyder når store bølger kommer inn over grunnere vann. Men det vi har fokusert på i vårt prosjekt, er å undersøke årsaken til at det tilsynelatende forekommer påfallende mange ekstrembølger ute på åpent hav, presiserer Dysthe.

Benjamin-Feir-instabiliteten

Bølgeforskere over hele verden har lenge lett etter en forklaring på dette, og til sist ble man stående igjen med den såkalte Benjamin-Feir-instabiliteten som en mulig forklaring.

- Det er vanskelig å forklare denne teorien uten å gå langt inn i matematikken, men vi snakket altså om en instabilitet i bølgenes energispektrum. Vi bestemte oss for å kjøre datamaskinbaserte simuleringer for å undersøke om denne instabiliteten kunne forårsake en overhyppighet av ekstreme bølger.

Det var snakk om ganske store datamengder da vi simulerte en overflate som til enhver tid inneholdt cirka 10 000 bølger. Og det vi kom til, var at Benjamin-Feir-instabiliteten ikke kan forklare ekstrembølgene på åpent hav.

- Vi fikk riktignok ekstreme bølger, men bare hvis nesten alle bølgene hadde samme retning (lange bølgekammer). Dette er siden blitt bekreftet ved eksperimenter i bølgetanker.

- Slike lang-kammete bølger er imidlertid ikke realistisk i åpent hav, forteller Dysthe. Resultatene har vakt stor oppsikt internasjonalt, for forskere synes at en begravd teori er minst like spennende som en bekreftet teori.

Varsling er fortsatt umulig

Den manglende teoretiske forklaringen gjør at det fortsatt er umulig å varsle ekstrembølger på åpent hav, slik man for eksempel gjør i Agulhas-strømmen når kaldfronter med storm seiler inn i den riktige retningen.

- Det vi må gjøre nå, er å gå målingene av antallet ekstrembølger på åpent hav nærmere etter i sømmene.

- Det oppstår en viss måleusikkerhet når man registrerer bølgehøyder med utstyr som er fastmontert på oljeplattformer, og det har vist seg at satellittovervåking ennå ikke er egnet til formålet. Men jeg tror fortsatt at det er flere ekstrembølger enn det “skulle være” på åpent hav.

- Dette er fortsatt et mysterium, konkluderer Dysthe.

Forskningen har vært finansiert innenfor Forskningsrådets program BeMatA (Beregningsorientert matematikk i anvendelser), som nylig er avsluttet.

Professorene Karsten Trulsen og Harald E. Krogstad ved de matematiske instituttene ved henholdsvis UiO og NTNU har deltatt i prosjektet.