Skip to main content

PUBLIC RELEASE DATE: 21 heinkuuta 2004

Valtamerilaivoja upottavat hirmuaallot näkyviin ESAn tutkasatelliiteilla



Jttiaallon aiheuttamaa tuhoa
Credits: Philippe Lijour

Full size image available through contact

Epnormaalin suuret valtameriaallot, joita pidettiin aikoinaan merimiesten kehittmin myyttein ja joiden on kerrottu olevan 10-kerroksisen talon korkuisia, on nyttemmin hyvksytty selitykseksi outoihin laivojen uppoamistapauksiin. ESAn ERS-kaukokartoitussatelliitin vlittmist tiedoista on ollut apua selvitettess niden tuhoaaltojen yleisyytt, ja nyt tietojen perusteella pyritn selvittmn miten nm aallot syntyvt.

Mennen kahden vuosikymmenen aikana on huonoissa solosuhteissa uponnut yli 200 supertankkeria ja konttilaivaa, jotka ovat olleet pituudeltaan yli 200 metri. Tuhoaaltojen uskotaan olevan pasiallisina tekijin niss onnettomuuksissa.

Vastaavista tilanteista hengiss selvinneill merimiehill on hmmstyttvi tarinoita kerrottavanaan. Risteilyalus Queen Elizabeth II kohtasi 29-metrisen tuhoaallon helmikuussa 1995 joutuessaan hurrikaanin vaikutuspiiriin Pohjois-Atlantilla. Aluksen kapteeni Ronald Warwick kuvaili aaltoa valtavaksi vesiseinksi nytti avain silt, kuin olisimme olleet trmmss Doverin rantajyrknteeseen.

Saman viikon kuluessa helmi-maaliskuussa 2001 kaksi paljon kokenutta risteilyalusta Bremen ja Caledonian Star menettivt komentosillan ikkunat, kun 30-metrinen tuhoaalto pyyhkisi laivojen yli Etel-Atlantilla. Bremen joutui ajelehtimaan pari tuntia ilman toimivaa navigointilaitteistoa ja tyntvoimaa.

"Nm tapahtumat sattuivat alle tuhannen kilometrin pss toisistaan, kertoo Wolfgang Rosenthal, Geesthachtissa Saksassa sijaitsevan GKSS Forschungszentrum GmbH -tutkimuslaitoksen vanhempi tutkija, joka on tutkinut tuhoaaltoja useita vuosia. Bremenin shklaitteet olivat kokonaisuudessaan pois plt ja alus ajelehti aaltojen mukana. Miehist kuvitteli jo viimeisen pivns koittaneen, kunnes laitteet saatiin takaisin kuntoon.

Vastaava ilmi olisi voinut upottaa monta vhemmn onnekasta alusta: keskimrin kaksi suurta laivaa uppoaa viikoittain, mutta tapausten syit ei koskaan tutkita niin yksityiskohtaisesti kuin lentotapaturmien syit. Syyksi todetaan yksinkertaisesti huono s.

Mys ljynporauslautat ovat saaneet osansa. Esimerkiksi Pohjanmerell sijaitsevaan Draupnerin ljynporauslauttaan iski valtava aalto 1. tammikuuta 1995. Aallon korkeudeksi mitattiin lautalla olevalla laserlaitteella 26 metri ja sit ymprivt pienemmt aallot olivat nekin jopa 12-metrisi.

Draupnerin lautalta ja muiltakin mm. Pohjanmeren Goma-ljykentn lautoilta on tarkkoja havaintoja 466 tuhoaaltotapauksesta 12:sta vuoden ajalta. Niist on ollut apua, kun tuhoaaltotutkijat ovat koittaneet knnytt kannalleen epilevi kollegoitaan; tilastotieteellinen lhestymistapa vitt, ett nin merkittvt poikkeamat ymprivn meren tilasta eivt voisi tapahtua kuin kerran 10 000 vuodessa.

Tuhoaaltotutkimuksella voi olla yleisen kiinnostavuuden lisksi huomattavaa turvallisuudellista ja taloudellista merkityst, sill nykyiset laivat ja ljynporauslautat on mitoitettu sietmn enintn 15-metrisi aaltoja.

Joulukuussa 2000 Euroopan unioni kynnisti MaxWave-nimisen tieteellisen projektin, jonka tavoitteena on saada vahvistus tuhoaaltojen laajamittaiselle esiintymiselle, mallintaa niiden esiintymistapoja ja arvioida niiden merkityst laivojen ja ljynporauslauttojen rakennesuunnittelulle. ESAn ERS-tutkasatelliittien kermi tietoja kytettiin projektissa ensimmist kertaa tuhoaaltojen globaalissa kartoituksessa.

Ilman avaruudessa olevia tutkalaitteita, ei meill ole mitn mahdollisuutta tehd nin laajamittaisia havaintoja, kertoo kolme vuotta kestnytt projekti johtanut Wolfgang Rosenthal. Aluksi meill oli kytssmme vain ljynporauslauttojen mittaustiedot, joten olimme kiinnostuneita ERS-satelliittien tutkakuvien hydyntmisest heti alusta piten.

ESAn kaksi samanlaista ympristntutkimussatelliittia ERS-1 and ERS-2 on varustettu ns. synteettisen apertuurin tutkalla, eli millimetriaaltotutkalla, jonka tarkkuutta pystytn elektronisesti parantamaan ilman, ett tutkan koko kuitenkaan on suuri. Satelliitit laukaistiin avaruuteen heinkuussa 1991 ja huhtikuussa 1995. Merta ja maan pintaa kuvantava SAR-tutka oli kummankin satelliitin ptutkimuslaite.

Tutka pystyy toimimaan eri tavoilla eri tilanteissa; satelliitin lentess merten pll, toimii SAR-tutka ns. aaltotilassa, jolloin se ottaa kooltaan 10 km x 5 km olevia kuvakkeita merenpinnasta 200 kilometrin vlein.

Nm kuvakkeet muunnetaan matemaattisesti keskimristetyiksi esityksiksi aaltojen energiasta ja niiden suunnasta; tt kutsutaan valtamerispektriksi. ESA on asettanut nm spektrit julkisesti kytettviksi ja niist on apua meteorologeille merisennustemallien tekemisess.

Kuvakkeiden raakadataa ei ole normaalisti saatavissa, mutta koska niiden resoluutio on noin 10 metri, oletimme niist olevan paljon hyty tutkimuksellemme, kertoo Rosenthal. Valtamerispektrit edustavat keskimrist valtameren tilasta kertovaa data, mutta kuvakkeet esittvt yksittisten aaltojen korkeutta sek niiden riarvoja. Juuri nm tiedot kiinnostavat meit."

"ESA jrjesti meille kolmen viikon edest dataa, noin 30 000 kuvakkeen verran, ja valitsimme me ajalta, jolloin Bremen ja Caledonian Star joutuivat tuhoaaltojen hykytykseen. Kuvat ksiteltiin Saksan ilmailu- ja avaruustutkimuskeskuksessa DLR:ss ja niilt haettiin tietokoneen avulla automaattisesti riarvoja edustavia aaltoja.

Vaikka ajanjakso olikin suhteellisen lyhyt, MaxWave-projektiryhm onnistui tehtvssn ja tunnisti yli kymmenen 25 metri suurempaa jttiaaltoa eri puolilta maapalloa.

Kun saimme nin todisteen niiden olemisesta, ja vielp esiintymisest odotettua runsaslukuisempana, on seuraava vaihe tehd analyysi niiden ennustettavuudesta, selitt Rosenthal. MaxWave-projekti lopetettiin muodollisesti vuoden 2003 pttyess, mutta kaksi yksittist tutkimusta jatkaa sen aloittamaa tyt. Yhdess tutkitaan mik saa laivat uppoamaan ja toisessa analysoidaan satelliittidataa. Tarkoituksena on parantaa laivanrakennustapoja ja kehitt aaltojen ennustamismenetelmi."

Lisksi nyt on kynnistetty uusi projekti nimeltn "WaveAtlas, jonka yhteydess tullaan kyttmn kahden vuoden ajalta kertty ERS-kuvakemateriaalia maailmanlaajuisen tuhoaaltokartan kokoamiseen ja aaltohin liittyvien tilastotieteellisten analyysien tekemiseen. Projektin ptutkijana toimii Susanne Lehner, joka on professorina Miamin yliopiston Sovelletun merifysiikan laitoksella Yhdysvalloissa. Hn on oli mukana mys MaxWave-projektissa Saksassa olleessaan ja teki tyt Rosenthalin kanssa.

Kun katselee kuvakkeita, tuntuu kuin olisi lennossa, sill niiden ansiosta voi seurata meren tilaa koko sill alueella, joka plt satelliitti on lentnyt, Lehner kertoo. Muut muodostumat kuten ahtoj, ljypstt ja laivat ovat mys havaittavissa kuvakkeista ja niinp kuvakkeista on apua muillakin tutkimusaloilla.

Vain tutkasatelliitit pystyvt tuottamaan kunnollista havaintomateriaalia, jota tarvitaan tehtess meriin kohdistuvia tilastotieteellisi analyyseja, sill tutkan steet lpisivt pilvet ja toimivat mys pimell, toisin kuin optiset laitteet. Myrskysss satelliittien tutkakuvat ovat ainoa toimiva tietolhde.

Joitain kyttytymismalleja on jo paljastunut. Tuhoaallot usein liittyvt merialueisiin, joilla tavalliset aallot kohtaavat merivirtoja ja pyrteit. Virran voimakkuus keskitt aaltoenergiaa, joka synnytt suurempia aaltoja. Lehner vertaa ilmit optiseen linssiin, joka keskitt valoa pienelle alalle.

Tm ptee erityisesti surullisen kuuluisan Agulhas-virran tapauksessa Etel-Afrikan itrannikon tuntumassa, mutta tuhoaaltoalttiutta on havaittu mys muiden virtojen yhteydess. Esimerkiksi kelpaa mys Golfvirta Pohjois-Atlantilla, joka on vuorovaikutuksessa Labradorin merelt tulevien aaltojen kanssa.

Kertty tietoaineisto on osoittanut mys sen, ett tuhoaaltoja voi ilmet kaukana merivirroista, srintamien ja matalapaineiden yhteydess. Yli 12 tuntia kestvien pitkaikaisten myrskyjen tuulet voivat kasvattaa optiminopeudella kulkevien aaltojen kokoa, jotka kulkevat tuulen kanssa synkronissa jos ne etenisivt liian nopeasti, ne menisivt myrskyn edelle, kun taas hitaammin kulkiessaan ne jisivt jlkeen.

Tiedossamme on muutamia syit, jotka saavat tuhoaaltoja aikaan, mutta emme suinkaan tunne kaikkia, Rosenthal ptt. WaveAtlas-projekti on sovittu pttyvksi vuoden 2005 ensimmisen neljnneksen aikana.

###