Un ricercatore della Skoltech ha sviluppato un modello teorico della formazione delle onde negli stretti e nei canali che tiene conto degli effetti non lineari in presenza di una linea costiera. Questa ricerca può migliorare la previsione delle onde, rendere più sicuri i viaggi marittimi e proteggere le infrastrutture costiere. Il documento è stato pubblicato sulla rivista Dinamiche oceaniche .

La previsione del tempo di superficie in mare è sempre stata un compito impegnativo con una posta in gioco molto alta; ad esempio, oltre 4, 000 persone morirono a causa del mare agitato durante l'operazione Overlord in Normandia nel giugno 1944, un'incursione alleata in cui la scarsa previsione ha alterato il corso dell'operazione in modo abbastanza significativo. Modelli di previsione delle onde attuali utilizzati, Per esempio, da NOAA negli Stati Uniti, sono imperfetti, ma hanno molti parametri sintonizzabili per garantire una previsione ragionevolmente buona.

Però, come Andrei Pushkarev, ricercatore senior presso Skoltech e Lebedev Physical Institute dell'Accademia Russa delle Scienze osserva nel suo articolo, litorali complicano la situazione:scrive che, "La previsione delle onde nel Canale della Manica al giorno d'oggi è ancora difficile quasi quanto lo era nel 1944." La sua ricerca suggerisce che il comportamento delle onde nei canali o negli stretti sarà molto diverso da quello in mare aperto.

"Le coste creano disomogeneità:un gradiente della distribuzione dell'energia delle onde tra il suo valore zero al confine e il valore diverso da zero al largo. Questo gradiente avvia l'avvezione delle onde, e la sua reciproca interazione con l'interazione delle onde non lineari crea effetti peculiari di generazione di onde ortogonali al vento, " dice Pushkarev.

Le condizioni specifiche dei canali consentono una precisa soluzione dell'equazione di Hasselmann che descrive il comportamento ondulatorio, l'unico approssimativo dei modelli attuali perché ancora impossibile da risolvere con i computer moderni. La modellizzazione teorica di Pushkarev della formazione delle onde in uno stretto simile alla Manica ha mostrato che lo sviluppo della turbolenza non corrispondeva alle previsioni dei modelli convenzionali, poiché la struttura della turbolenza era significativamente diversa a causa delle interazioni non lineari e dell'advezione delle onde. Poiché il fenomeno osservato dai ricercatori ha alcune somiglianze con la radiazione laser, lo chiamano l'amplificatore non lineare dell'onda dell'oceano, o ORA.

"Le sponde dello stretto svolgono il ruolo di specchi semiriflettenti per le onde generate, che rende la situazione simile ai laser convenzionali, con i mezzi d'onda non lineari che svolgono il ruolo di risonatore attivo, in un certo senso simile ai laser convenzionali. La potenza della radiazione eccitata ortogonalmente al vento cresce notevolmente con l'aumento del coefficiente di riflessione dei bordi dello stretto. In un senso, abbiamo a che fare con una sorta di laser non lineare, "Note di Pushkarev.

"Questo modello, sfruttando la versione esatta dell'equazione di Hasselmann, mostra che i modelli operativi di previsione del tempo ondoso esistenti mancano dell'effetto descritto, considerandolo piuttosto un artefatto numerico, " Aggiunge.

Il ricercatore afferma che questo effetto simile a un laser della generazione di onde ortogonalmente al vento può essere osservato non solo negli stretti, ma anche in mare aperto con specifici venti disomogenei, dove le virate spaziali del vento creano condizioni simili a quelle osservate in presenza di coste.

La nuova ricerca promette di spiegare la natura delle sesse, peculiari onde stazionarie in corpi d'acqua semichiusi che rappresentano un grosso problema per le navi nei porti. Ma suggerisce anche che una corretta descrizione della turbolenza in presenza di coste consentirà onde anomale, onde di superficie apparentemente imprevedibili che sono estremamente pericolose anche per le navi di grandi dimensioni.