Un'onda anomala è un singolo moto ondoso molto più alto delle onde vicine, che può danneggiare le navi o le infrastrutture costiere. Le onde oceaniche sono tra le forze naturali più potenti sulla Terra e, poiché le tendenze globali suggeriscono che i venti oceanici soffieranno più forte a causa dei cambiamenti climatici, le onde oceaniche potrebbero diventare più potenti.

In uno studio pubblicato su Physical Review Letters , il gruppo di ricerca guidato dal professor Alessandro Toffoli ha scoperto che le onde anomale emergono da forti forze del vento e modelli di forme d'onda imprevedibili, confermando un'idea precedentemente dimostrata solo in esperimenti di laboratorio.

Il professor Toffoli ha affermato:"Le onde anomale sono colossali, due volte più alte delle onde vicine, e appaiono apparentemente dal nulla."

Utilizzando una tecnologia all'avanguardia e intraprendendo una spedizione in uno dei regni oceanici più instabili della Terra, il gruppo di ricerca ha implementato una nuova tecnica per l'imaging tridimensionale delle onde oceaniche. Utilizzando le telecamere stereo a bordo della rompighiaccio sudafricana SA Agulhas II durante la spedizione in Antartide del 2017, hanno catturato rare informazioni sul comportamento delle onde in questa remota regione.

Il loro metodo, imitando la visione umana attraverso immagini sequenziali, ha permesso al team di ricostruire la superficie ondulata dell'oceano in tre dimensioni, fornendo una chiarezza senza precedenti sulla dinamica delle onde oceaniche.

La prima misurazione scientifica di un'onda anomala è stata l'onda Draupner di 25,6 metri, registrata nel Mare del Nord nel 1995. Nel 21° secolo sono stati segnalati 16 sospetti incidenti di onde anomale.

"I mari agitati e i venti impetuosi dell'Antartide possono causare l'"autoamplificazione" delle grandi onde, con conseguente frequenza delle onde anomale che gli scienziati avevano teorizzato per anni, ma che non erano ancora riusciti a verificare nell'oceano," ha affermato il professor Toffoli.

Basandosi su studi numerici e di laboratorio, che avevano suggerito il ruolo del vento nella formazione delle onde anomale, le osservazioni del gruppo di ricerca hanno fornito la convalida di queste teorie nell'ambiente oceanico reale.

"Le nostre osservazioni ora mostrano che condizioni marine uniche con onde anomale si verificano durante la fase 'giovane' delle onde, quando sono più reattive al vento. Ciò suggerisce che i parametri del vento sono l'anello mancante", ha affermato il prof. Toffoli.

"Il vento crea una situazione caotica in cui coesistono onde di diverse dimensioni e direzioni. Il vento fa sì che le onde giovani diventino più alte, più lunghe e più veloci. Durante questa auto-amplificazione, un'onda cresce in modo sproporzionato a scapito delle sue vicine.

"Mostriamo che le onde giovani mostrano segni di auto-amplificazione e una maggiore probabilità di diventare ribelli a causa del vento. Abbiamo registrato onde due volte più alte delle loro vicine una volta ogni sei ore", ha detto il professor Toffoli.

"Questo rispecchia i modelli di laboratorio:secondo cui le condizioni del mare teoricamente più inclini all'auto-amplificazione producono più onde anomale. Al contrario, non abbiamo rilevato onde anomale nei mari maturi, che non sono influenzati dal vento."

Il professor Toffoli ha sottolineato l'importanza fondamentale dell'integrazione della dinamica del vento nei modelli predittivi per la previsione delle onde anomale.

"Ciò dimostra che quando sviluppano strumenti per prevedere le onde anomale, gli scienziati devono tenere in attenta considerazione il vento."