Førsteamanuensis Karina Hjelmervik har en doktorgrad i hydrodynamikk. I sin avhandling analyserer hun sammenhengen mellom strøm og såkalte freake-bølger - monsterbølger.

- Etter noen måneder med ligninger, modellerte vi bølgene ved å kjøre simuleringer i et selvlaget dataprogram, forklarer hun.

- Vi forsøkte mange forskjellige typer strømmer og bølger.

Sterk strøm gir høye bølger

- Det kanskje mest interessante var når bølgene møter en såkalt strømjet med sterk strøm i midten og svak strøm på sidene. Som forventet, fant vi at bølgene er høyest i midten av strømjetten der strømmen er sterkest.

- Overraskelsen var bølgestatistikken. Alle som har sett ut over havet, har sett at bølgehøyden varierer fra en bølge til den neste. Bølgestatistikken sier noe om fordelingen av bølgehøydene, sier Hjelmervik.

Man bruker ofte en såkalt signifikant bølgehøyde for å beskrive en sjøtilstand. En signifikant bølgehøyde er gjennomsnittet av høyden til den tredjedelen av bølgene som er høyest.

En freak-bølge er en uventet høy bølge som er minst 2 ganger høyere enn den signifikante bølgehøyden.

- Slike freake-bølger fant vi overraskende nok ikke midt i strømjetten, sier Hjelmervik. - Midt i strømjetten fant vi med andre ord kun de bølgehøydene vi forventet, og ingen bølger som var uventet høye.

Det er derfor ikke grunnlag for å rope høyt om uventede høye bølger i områder der bølger møter motstrøm. Når forskerne først har kartlagt strømforholdene, bør man på forhånd kunne si i hvilke områder man kan forvente høye bølger og manøvrere skipet etter det.

Monsterbølger

- Hva med monsterbølger til havs – er det mulig å si noe om dem på bakgrunn av arbeidene dine?

- Mitt arbeid sier kun noe om bølgestatistikken i områder med havstrømmer. I 2000 ble en hurtigbåt overrasket av en høy bølge i Trondheimsfjorden. Her vet vi det ligger en strøm i deler av tidevannssyklusen, sier Hjelmervik.

- Agulhas-strømmen utenfor Afrikas sørøstkyst og Kuroshio-strømmen utenfor Japan er kjente havstrømmer der mange skip har gått ned. Her møter bølgene en motstrøm og høye bølger er ikke uventet. Med modeller som min, kan vi si noe om hvor høye bølger vi kan forvente.

Begrepet ”monsterbølger” brukes både om svært høye bølger og om uventet høye bølger. Ikke alle høye bølger er uventet høye. Høye bølger kan forårsakes av for eksempel interaksjon med strøm eller med bunnen, men også interaksjon bølger i mellom.

Kunnskap om bølger er viktig

Det er ikke bare skipsfart som kan ha nytte av å vite mer om monsterbølgene, mener Hjelmervik.

- Når vi bygger installasjoner offshore, må vi vite hvilke bølgehøyder vi kan forvente.

- Jeg har sett på interaksjon mellom strøm og bølger, - andre ser på andre mekanismer. Sammen kan vi beregne hvilke bølgehøyder som forventes i det aktuelle området, sier hun.

- Forventer vi ekstremt høye bølger, må installasjonen tåle det. Best mulig kunnskap om hva vi kan forvente, er en forutsetning for å kunne bygge og ferdes trygt i til havs, avslutter Hjelmervik.

Hjelmvik arbeider nå delvis ved Grenland Group, delvis ved Høgskolen i Vestfold. Bak analysen av monsterbølger ligger lange matematiske utredninger veiledet av Professor Karsten Trulsen ved Matematisk Institutt.