For 40 ?r siden brydde ingen seri?se forskere seg om kjempestore undervannsb?lger. I dag er slike undervannsb?lger et av de viktigste forskningsfeltene ved Avdeling for mekanikk ved Matematisk institutt.
– I gamle dager trodde man at undervannsb?lger skyldtes draugen. I dag er man i stand til ? skj?nne at undervannsb?lger er like vanlige som overflateb?lger. Vi har lagt inn havomr?der i en datamodell. Disse simuleringene har gitt en utvidet forst?else av fenomenet. Vi vet n? at undervannsb?lger er vanligere enn vi trodde, forteller professor John Grue ved Matematisk institutt p? Universitetet i Oslo.
For ? f? en forst?else av undervannsb?lger er havet utenfor Norskekysten et godt eksempel. Havomr?det er delt i to lag. Golfstr?mmen skaper det ?verste laget med varmt og lett overflatevann. Det nederste laget er polarstr?mmer med kaldt og tungt dypvann. Havstr?mmene g?r i hver sin retning. Vannmassene blander seg ikke sammen.
Det fascinerende er at mens det ?verste laget kan ha b?lger p? opptil 20 meter, kan b?lgene i dypvannslaget v?re mange ganger st?rre. Forskere har oppdaget at h?yden p? disse undervannsb?lgene er lik h?yden p? det ?verste vannlaget. Jo tykkere det ?verste vannlaget er, desto h?yere er undervannsb?lgene.
Ved Ormen Lange-feltet kan undervannsb?lgene v?re opptil 300 meter h?ye. Selv om disse undervannsmassene bare beveger seg i en fart p? én meter i sekundet, snakker man om s? enorme vannmasser og voldsomme krefter at man forsker p? om disse b?lgene kan f? store konsekvenser for oljeleting i dype havomr?der.
– Vi vet at oljeplattformer har mistet kostbart utstyr, fordi de ikke har tatt nok hensyn til undervannsb?lger. B?lgene tok utstyret med seg, sier Grue.
Tunge beregninger
For ? f? st?rre forst?else av problemet, kj?rer forskerne en storskala simulering i tre dimensjoner med anvendt matematikk i bunn. De simulerer ogs? tidevannet og hva som skjer med undervannsb?lgene n?r havstr?mmene forlater dypt vann og presses inn mot terskler og undersj?iske fjell, slik som den norske kontinentalsokkelen og grunnene utenfor Lofoten.
Problemet er at dagens datamaskiner ikke er kraftige nok til ? kj?re simuleringer over store havomr?der. Begrensninger i minnekapasiteten gj?r det bare mulig ? simulere havomr?der p? 200 ganger 200 kilometer n?r man skal kj?re modeller med h?y oppl?sning.
Men John Grue vet at datakraften blir bedre om noen ?r. Han tenker derfor fremover og utvikler metoder og algoritmer som om fem ?r kan brukes i simuleringer av st?rre havomr?der. Inntil videre tester han metodene i begrensete havomr?der med begrenset datakapasitet.
I jakten p? b?lgeforst?elsen studerer forskerne ogs? b?lgebevegelser i en 25 meter lang b?lgesimulator i kjelleren i Niels Henrik Abels hus p? Blindern. Her kan de studere b?lgebevegelsene i et lukket omr?de. En meter i bassenget kan for eksempel tilsvare en kilometer i havet. Ved hjelp av kamera og laserlys m?les hastighetsfeltet i fluidbevegelser. Metoden brukes ogs? til ? m?le turbulensen n?r b?lgene brytes. Eksperimenter viser da at b?lgene ruller bortover.
Stor betydning
Det er ikke bare oljeindustrien som har glede av den nye forst?elsen for undervannsb?lger.
– Biologer er opptatt av undervannsb?lger. Plankton beveger seg med disse havb?lgene. Fisken bader i b?lgen som ogs? frakter larver og partikler. Fisken f?des et sted og blir fraktet med undervannsb?lgene til et sted hvor de vokser opp, sier Grue.
Geologene studerer frakt av sedimenter. De ser blant annet p? hvordan n?ringspartikler fra dypvann blir fraktet med undervannsb?lger til fattige n?ringsomr?der med sollys.
– Det er her simuleringene v?re kommer inn. Vi lyser n? opp et rom med beregninger og g?r inn i en dimensjon man vanligvis ikke tenker p?. Hele poenget er at det er viktig ? forst? grunnleggende mekanismer i undervannsb?lger, sier professor John Grue.