Nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Georgia, Hoa Kỳ, được công bố trên tạp chí Scientific Reports, đã làm sáng tỏ cơ chế hình thành sóng dữ (sóng độc) một cách tự nhiên. Theo đó, sóng dữ hình thành khi các đợt sóng liên tiếp kết hợp và khuếch đại lẫn nhau. Dựa trên dữ liệu thu thập được từ Biển Bắc, nhóm nghiên cứu kết luận rằng sóng dữ không bắt nguồn từ những yếu tố bất thường nào, đồng thời đang phát triển một mô hình dự đoán loại sóng nguy hiểm này trong tương lai.
Vào tháng 1 năm 1995, giàn khoan dầu Draupner ở Biển Bắc đã hứng chịu một cơn sóng dữ khổng lồ cao tới 24,4 mét. Bức tường nước này đã phá hủy lan can thép và cuốn trôi nhiều thiết bị nặng trên boong tàu. Sự kiện này đánh dấu lần đầu tiên các nhà khoa học đo đạc được chiều cao thực tế của sóng dữ giữa biển khơi. Phó giáo sư Francesco Fedele, chuyên ngành Kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Viện Công nghệ Georgia, cho biết dữ liệu thu được đã xác nhận những mô tả của các thủy thủ trong nhiều thập kỷ về sự xuất hiện đột ngột và dữ dội của sóng dữ.
Ông Fedele dẫn đầu một nhóm nghiên cứu quốc tế với mục tiêu làm sáng tỏ nguồn gốc của sóng dữ. Nhóm đã phân tích 27.500 bản ghi về sóng dữ, được thu thập trong hơn 18 năm tại Biển Bắc. Mỗi bản ghi chứa thông tin chi tiết về hoạt động của sóng dữ trong khoảng thời gian 30 phút, bao gồm chiều cao, tần suất và phương hướng di chuyển. Kết quả nghiên cứu của nhóm đã thách thức giả thuyết phổ biến lâu nay về cơ chế hình thành sóng dữ, đó là hiện tượng “bất ổn định điều biến”. Hiện tượng này mô tả quá trình các thay đổi nhỏ về thời gian và khoảng cách giữa các con sóng khiến năng lượng tập trung vào một con sóng duy nhất. Thay vì phân bố đều, mô hình sóng thay đổi dẫn đến một con sóng đột ngột trở nên lớn hơn nhiều so với những con sóng còn lại.
Tuy nhiên, ông Fedele chỉ ra rằng bất ổn điều biến chỉ đúng trong điều kiện sóng bị giới hạn trong các kênh, khiến năng lượng chỉ tập trung theo một hướng. Ở vùng biển khơi, năng lượng có thể lan tỏa theo nhiều hướng khác nhau. Khi phân tích dữ liệu từ Biển Bắc, nhóm của ông Fedele không tìm thấy bằng chứng về hiện tượng bất ổn điều biến ở sóng dữ. Thay vào đó, họ phát hiện ra rằng những con sóng lớn nhất dường như là kết quả của hai hiệu ứng đơn giản hơn.
Hiệu ứng thứ nhất là “hội tụ tịnh tiến”, xảy ra khi các con sóng di chuyển với tốc độ và hướng khác nhau tình cờ gặp nhau tại cùng một thời điểm và địa điểm. Khi đó, chúng xếp chồng lên nhau, tạo thành đỉnh sóng cao hơn nhiều so với bình thường. Hiệu ứng thứ hai là “phi tịnh tiến ràng buộc bậc hai”, một hiệu ứng tự nhiên kéo dài hình dạng của con sóng, làm cho đỉnh sóng cao hơn khoảng 15-20%. Ông Fedele giải thích rằng khi hai hiệu ứng này xảy ra đồng thời, kết quả là tạo ra một con sóng lớn hơn rất nhiều.
Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các mô hình dự đoán sóng dữ, giúp bảo vệ tàu thuyền và các công trình ngoài khơi. Hiện tại, Cục Quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia Mỹ (NOAA) và công ty năng lượng Chevron đang sử dụng mô hình của ông Fedele để dự đoán thời điểm và địa điểm có khả năng xuất hiện sóng dữ. Ông Fedele cũng đang ứng dụng học máy để phân tích dữ liệu sóng trong nhiều thập kỷ, huấn luyện thuật toán để phát hiện những sự kết hợp khó thấy về độ cao, phương hướng và thời gian trước khi sóng dữ ập đến. Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là cung cấp cho các nhà dự báo một công cụ chính xác hơn để dự đoán thời điểm sóng dữ có thể xảy ra, từ đó giảm thiểu thiệt hại do hiện tượng thiên nhiên nguy hiểm này gây ra.
Admin
Nguồn: VnExpress
