Un investigador de Skoltech ha desarrollado un modelo teórico de formación de olas en estrechos y canales que da cuenta de los efectos no lineales en presencia de una línea costera. Esta investigación puede mejorar la predicción de ondas, hacer que los viajes marítimos sean más seguros y proteger la infraestructura costera. El artículo fue publicado en la revista Dinámica del océano .

La predicción del tiempo de superficie en el mar siempre ha sido una tarea desafiante con mucho en juego; por ejemplo, más de 4, 000 personas murieron debido a mares agitados durante la Operación Overlord en Normandía en junio de 1944, una incursión aliada donde una previsión deficiente alteró el curso de la operación de manera bastante significativa. Modelos de pronóstico de olas actuales utilizados, por ejemplo, por NOAA en los EE. UU., son imperfectos, pero tienen muchos parámetros ajustables para garantizar una predicción razonablemente buena.

Sin embargo, como Andrei Pushkarev, El científico investigador principal de Skoltech y el Instituto de Física Lebedev de la Academia de Ciencias de Rusia señala en su artículo:Las costas complican la situación:escribe que, "La predicción de olas en el Canal de la Mancha hoy en día sigue siendo casi tan difícil como en 1944". Su investigación sugiere que el comportamiento de las olas en canales o estrechos diferirá significativamente del de mar abierto.

"Las líneas costeras crean inhomogeneidad:un gradiente de la distribución de la energía de las olas entre su valor cero en el límite y un valor distinto de cero en alta mar. Este gradiente inicia la advección de las olas, y su interacción mutua con la interacción de ondas no lineales crea efectos peculiares de generar ondas ortogonales al viento, "Dice Pushkarev.

Las condiciones específicas de los canales permiten una solución precisa de la ecuación de Hasselmann que describe el comportamiento de las olas, los modelos actuales se aproximan porque todavía es imposible de resolver con las computadoras modernas. El modelado teórico de Pushkarev de la formación de ondas en un estrecho similar al Canal de la Mancha mostró que el desarrollo de turbulencias no coincidía con las predicciones de los modelos convencionales. ya que la estructura de la turbulencia fue significativamente diferente debido a interacciones no lineales y advección de ondas. Dado que el fenómeno observado por los investigadores tiene algunas similitudes con la radiación láser, lo llaman el amplificador de olas oceánicas no lineal, o NOWA.

"Las orillas del estrecho desempeñan el papel de espejos semirreflectantes para las olas generadas, lo que hace que la situación sea similar a la de los láseres convencionales, con los medios de onda no lineales desempeñando el papel de resonador activo, en cierto sentido similar a los láseres convencionales. El poder de la radiación excitada ortogonalmente al viento crece significativamente con el crecimiento del coeficiente de reflexión de los límites del estrecho. En un sentido, estamos tratando con una especie de láser no lineal, "Notas de Pushkarev.

"Este modelo, explotando la versión exacta de la ecuación de Hasselmann, muestra que los modelos operativos existentes de previsión meteorológica de olas pierden el efecto descrito, considerándolo más bien un artefacto numérico, " él añade.

El investigador dice que este efecto similar a un láser de generación de ondas ortogonalmente al viento se puede observar no solo en estrechos, pero también en mar abierto con vientos específicos no homogéneos, donde los puntos de inflexión espacial del viento crean condiciones similares a las observadas en presencia de costas.

La nueva investigación es prometedora para explicar la naturaleza de los seiches, peculiares ondas estacionarias en cuerpos de agua semicerrados que presentan un gran problema para los barcos en los puertos. Pero también sugiere que una descripción correcta de la turbulencia en presencia de costas permitirá olas rebeldes, Olas superficiales aparentemente impredecibles que son extremadamente peligrosas incluso para grandes embarcaciones.