Misteri Gelombang Raksasa yang Mengamuk: Ilmuwan Ungkap Penyebab Utamanya

Para peneliti menemukan bahwa angin mendorong pembentukan gelombang ganas di Antartika, yang terjadi lebih sering daripada yang diperkirakan sebelumnya, sehingga menyoroti perlunya mengintegrasikan dinamika angin ke dalam mannequin prediksi. (Konsep artis.) Kredit: SciTechDaily.com

Para peneliti dari Universitas Melbourne telah menemukan di perairan paling selatan Antartika bahwa angin memainkan peran penting dalam pembentukan gelombang besar, yang lebih umum daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Ekspedisi dari Universitas Melbourne ke perairan di sekitar titik paling selatan Antartika telah mengungkap bahwa angin merupakan faktor kunci dalam terciptanya gelombang besar yang tidak terduga. Studi tersebut menemukan bahwa gelombang yang tidak terduga ini terjadi lebih sering daripada yang diperkirakan sebelumnya, sehingga memberikan information penting untuk menyempurnakan mannequin masa depan dalam memprediksi gelombang yang tidak terduga.

Gelombang ganas adalah gelombang tunggal yang jauh lebih tinggi daripada gelombang di dekatnya, yang dapat merusak kapal atau infrastruktur pesisir. Gelombang laut merupakan salah satu kekuatan alam terkuat di Bumi, dan seperti yang ditunjukkan tren world, angin laut akan bertiup lebih kencang karena perubahan iklim, gelombang laut bisa menjadi lebih kuat.

Dalam sebuah studi yang baru-baru ini diterbitkan di Surat Ulasan Fisiktim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Alessandro Toffoli menemukan bahwa gelombang jahat muncul akibat kekuatan angin yang kuat dan pola bentuk gelombang yang tidak dapat diprediksi, mengonfirmasi gagasan yang sebelumnya hanya ditunjukkan dalam eksperimen laboratorium.

Kemajuan Teknologi dalam Studi Gelombang

Profesor Toffoli berkata, “Gelombang jahat adalah gelombang raksasa – dua kali lebih tinggi dari gelombang di dekatnya – yang muncul entah dari mana.”

Dengan menggunakan teknologi canggih dan memulai ekspedisi ke salah satu wilayah samudra paling tidak stabil di Bumi, tim peneliti menerapkan teknik baru untuk pencitraan tiga dimensi gelombang samudra. Dengan mengoperasikan kamera stereo di atas kapal pemecah es Afrika Selatan SA Agulhas II selama ekspedisi Antartika pada tahun 2017, mereka menangkap wawasan langka tentang perilaku gelombang di wilayah terpencil ini.

Gelombang Antartika difoto oleh Profesor Alessandro Toffoli dari SA Agulhas II pada tahun 2017 di Samudra Selatan. Kredit: Profesor Alessandro Toffoli

Metode mereka, yang meniru penglihatan manusia melalui pencitraan berurutan, memungkinkan tim merekonstruksi permukaan laut yang bergelombang dalam tiga dimensi, memberikan kejelasan yang belum pernah terjadi sebelumnya ke dalam dinamika gelombang laut. Pengukuran ilmiah pertama dari gelombang nakal adalah gelombang Draupner setinggi 25,6 meter, yang tercatat di Laut Utara pada tahun 1995. Sebanyak 16 insiden gelombang nakal yang diduga telah dilaporkan pada abad ke-21.

“Laut Antartika yang berombak dan angin kencang dapat menyebabkan gelombang besar 'memperkuat dirinya sendiri', sehingga mengakibatkan frekuensi gelombang liar yang telah diteorikan para ilmuwan selama bertahun-tahun, tetapi belum dapat diverifikasi di lautan,” kata Profesor Toffoli.

Berdasarkan studi numerik dan laboratorium, yang menunjukkan peran angin dalam pembentukan gelombang jahat, pengamatan tim peneliti telah memberikan validasi terhadap teori ini di lingkungan samudra sebenarnya.

Implikasi untuk Penelitian Masa Depan

“Pengamatan kami sekarang menunjukkan bahwa kondisi laut yang unik dengan gelombang liar muncul selama tahap gelombang 'muda' – saat gelombang paling responsif terhadap angin. Ini menunjukkan parameter angin adalah mata rantai yang hilang,” kata Prof Toffoli. “Angin menciptakan situasi kacau di mana gelombang dengan dimensi dan arah yang berbeda hidup berdampingan. Angin menyebabkan gelombang muda tumbuh lebih tinggi, lebih panjang, dan lebih cepat. Selama penguatan diri ini, gelombang tumbuh secara tidak proporsional dengan mengorbankan gelombang tetangganya.”

“Kami menunjukkan gelombang muda menunjukkan tanda-tanda penguatan diri dan kemungkinan lebih besar menjadi ganas karena angin. Kami mencatat gelombang dua kali lebih tinggi dari gelombang tetangganya setiap enam jam,” kata Profesor Toffoli. “Ini mencerminkan mannequin laboratorium: bahwa kondisi laut yang secara teoritis lebih rentan terhadap penguatan diri menghasilkan lebih banyak gelombang ganas. Sebaliknya, kami tidak mendeteksi gelombang ganas di laut dewasa, yang tidak terpengaruh oleh angin.”

Profesor Toffoli menekankan pentingnya mengintegrasikan dinamika angin ke dalam mannequin prediktif untuk perkiraan gelombang nakal.

“Hal ini menunjukkan bahwa ketika mengembangkan alat untuk memprediksi gelombang ganas, para ilmuwan perlu mempertimbangkan angin secara menyeluruh.”

Referensi: “Pengamatan Laut Nakal di Samudra Selatan” oleh A. Toffoli, A. Alberello, H. Clarke, F. Nelli, A. Benetazzo, F. Bergamasco, B. Ntamba Ntamba, M. Vichi dan M. Onorato, 12 April 2024, Surat Ulasan Fisik.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.154101

Penelitian ini didanai oleh Nationwide Analysis Basis, ACE Basis, Australian Analysis Council, Australian Analysis Council, London Mathematical Society, Wellcome EPSRC Centre for Medical Engineering, dan Simons Basis.