تطوير تقنيات تساهم في إعطاء توقعات دقيقة حول الأمواج العملاقة

رياضيات الأمواج

ويسعى فريق البحث بقيادة نوربرت هوفمان إلى فهم كيفية تشكل الأمواج العملاقة وكيفية وصفها عبر الصيغ العملية. ولهذا الغرض قام فريق العمل بابتكار نظرية جديدة، تستند إلى ما يسمى بالرياضيات غير الخطية. وتأخذ هذه النظرية في عين الاعتبار أن موجات المياه تؤثر بشكل متبادل على بعضها البعض، ففي حالة هبوب رياح قوية على تيارات مائية معينة قد تمتص الموجة الطاقة من جارتها فتصبح فارغة بشكل كلي. ويضيف هوفمان في هذا الصدد أن: “ذلك من شأنه يعمل على جمع كل الطاقة في منطقة مركزية لبضع دقائق.” ويضيف الباحث الألماني: “وعندها تتشكل فجأة موجة عملاقة، سرعان ما تتفكك بعد وقت قصير.”

من النظري إلى العملي

ومن أجل التحقق من هذه النظرية على أرض الواقع يقوم الباحثون في المختبر بمحاولة لتطبيقها، حيث يقوم المهندس أمين شبشوب بفتح باب ساحة الاختبار، حيث يوجد حوض مائي كبير لإجراء هذه التجربة. ويبلغ طول هذا الحوض، الذي يشبه حوض الاستحمام، 15 مترا وعرضه 1.5 مترا. وفي نهاية الحوض تم تثبيت مروحية تعمل بشكل هيدروليكي، من أجل خلق الأمواج. وفي الطرف الآخر من الحوض تم إنشاء ما يشبه شاطئا صغيرا، يعمل على امتصاص الأمواج الناتجة حتى لا تمتد إلى الوراء.

ومن أجل خلق هذه الموجة الاصطناعية يقوم شبشوب بتفعيل العملية عبر الكمبيوتر، ثم تبدأ المجموعة الهيدروليكية في الحركة. وتظهر المياه في الوهلة الأولى على أنها راكدة، ولكن سرعان ما تبدأ المياه في التحرك لتتشكل بعدها أمواج صغيرة بنفس الحجم والشكل.

وبعد ذلك تتكون موجة لا تختلف كثيرا عن سابقاتها، إلا أن تحرك الأمواج باستمرار داخل القناة يتسبب في خلق موجة عملاقة نسبيا. وبعدها تصطدم هذه الموجة النموذجية مع الشاطئ الاصطناعي. ويبلغ طول هذه الموجة حوالي ثلاثة سنتمترات، أي أكبر بثلاثة مرات من الأمواج المحيطة بها. وبهذا العملية يكون فريق البحث قد نجح في ابتكار نموذج للموجة العملاقة.

من المختبر إلى البحر

ويؤكده هوفمان:”لقد قمنا بمقارنة نتائجنا مع قياسات لأمواج عملاقة يصل طولها إلى 30 مترا”. وكانت النتيجة على حد قوله أن:” الأمواج النموذجية المصغرة تتطابق مع الأمواج الحقيقية بشكل لافت للنظر”. وبالنسبة للخبراء فهذا يعتبر مؤشرا هاما على أن نظريتهم صحيحة أيضا على أرض الواقع.

وفي يوم من الأيام ستساهم هذه الحقائق المستخلصة من هذه التجربة في المساعدة على إعطاء توقعات دقيقة على شكل تقرير حول الأمواج العملاقة على سبيل المثال، وهو ما قد يساعد ربان السفينة على معرفة المناطق البحرية الأكثر تعرضا للموجات العملاقة، وبالتالي يكون باستطاعتهم تفادي هذه الظاهرة البحرية عبر اختيار طرق أخرى، أكثر سلامة.