Een golf als een flatgebouw

"X-treme science" tijdens hurricane

Storm op zee, Foto: ABC, Australië
Zoom
Storm op zee, Foto: ABC, Australië

Onderzoekers van de Amerikaanse marine zijn er vorig jaar tijdens de tropische cycloon Ivan voor het eerst in geslaagd golfhoogten te meten onder orkaancondities. In de Golf van Mexico bereikten de golven hoogten tot veertig meter, melden ze deze week in Science.

"Ze naderden ons zeer vastberaden, glanzend zwart, met rokende koppen, die glommen in de zonneschijn. Je kon ze horen sissen, terwijl het schuim omhooggeworpen werd, soms wel tot boven de grote ra," aldus schrijver Eric Newby over de storm die hij beleefde in de Zuidelijke Stille Oceaan. Dat het er op zee ruig aan toe kan gaan is geen nieuws, maar hoe hoog worden golven eigenlijk tijdens een orkaan? Metingen zijn tot nu toe steeds mislukt doordat de apparatuur die bijvoorbeeld aan een boorplatform was bevestigd, al te pletter sloeg voordat de storm zijn hoogtepunt bereikte. Een onderzoeksteam van de Amerikaanse marine onder leiding van David Wang gooide het over een andere boeg. In plaats van drijvende boeien gebruikten ze metersgrote, schotelvormige drukmeters op de zeebodem om de golfhoogten te meten. Uit de gegevens die ze vorig jaar september tijdens hurricane Ivan ('de Verschrikkelijke') verzamelden, leiden ze af dat er golfhoogten voorkwamen tot veertig meter. Dat zijn golven zo hoog als een flatgebouw van tien verdiepingen. Hurricane Ivan begon z'n reis over de Golf van Mexico vorig jaar september vanuit Granada. Vandaar raasde de storm noordoostwaarts door het Caraïbisch gebied en richtte dood en vernielingen aan op ondermeer Jamaica en de Kaaimaneilanden. Ivan ploegde verder door de Golf van Mexico, langzaam omhoog koersend naar de Amerikaanse kust van Alabama, recht over de sensors van Wang heen. De windsnelheid lag toen tussen de 200 en 250 kilometer per uur, een storm van de op één na zwaarste categorie: 4. Verscholen op de zeebodem, op 60 tot 90 meter diepte, registreerden veertien schotelvormige drukmeters het overtrekkende stormgeweld. De loodzware sensors worden liefkozend 'barny's' genoemd, naar het engelse woord voor schelpen, 'barnacles. De bodemsensors waren voorzien van een betonnen bodem en een afgevlakte bovenkant, zodat ze stevig zouden blijven liggen zonder de plaatselijk visserij te hinderen. Iedere barny mat de druk van de waterkolom boven zich, terwijl de storm langzaam over het gebied trok. De drukverandering is evenredig met de golfhoogte. Nadat een marineschip de barny's weer had opgepikt, konden de de onderzoekers de meetgegevens uitlezen. Daaruit bleek dat de zogenaamde significante golfhoogte zeventien meter had bedragen, met een uitschieter van 27,7 meter. Niet gering, maar volgens de onderzoekers waren de golven op het hoogtepunt van de storm nog een stuk hoger geweest. De barny's stonden namelijk niet de hele tijd aan: eens in de acht uur voerden ze een meetreeks uit van tien minuten. De rest van de tijd stonden ze uit om de batterij te sparen. De grootste golfhoogten werden gemeten toen het oog van de storm op 75 kilometer afstand voorbij trok. Maar de zwaarste wind zat ruim 35 kilometer verderop, op 40 kilometer afstand van het oog. Dat gebied trok over terwijl de barny's in de sluimerstand stonden. David Wang moest de zeegang op het hoogtepunt van de storm dus reconstrueren. Volgens een bestaande theorie neemt de golfhoogte exponentieel af met de afstand tot het oog van de storm. Op basis hiervan berekende Wang dat de significante golfhoogte op het moment van de zwaarste storm 21 meter moet zijn geweest, met uitschieters tot 40 meter. Eerdere metingen hebben namelijk laten zien dat tijdens zware storm de uitschieters bijna twee keer zo groot zijn als de gemiddelde golf. Die uitkomst overtreft de twee bestaande theoretische golfhoogtemodellen. Die geven namelijk een significante golfhoogte van 15,1 respectievelijk 15,6 meter. Wang stelt dat de onderschatting van de modellen een gevolg is van het ontbreken van gegevens onder zware storm. Nieuwe metingen, zoals die tijdens hurricane Ivan, zouden de golfhoogtemodellen realistischer moeten maken voor extreem weer. Maar dan zou het wel fijn zijn als de barny's zichzelf niet zouden uitschakelen voordat de storm op zijn hoogtepunt is. Jos Wassink David W. Wang, Douglas A. Mitchell, William J. Teague, Ewa Jarosz en Mark S. Hulbert: "Extreme Waves Under Hurricane Ivan", Science, 5 aug 2005, Vol. 309, p. 896. Eric Newby: "De laatste graanrace, zijn grootste avontuur tijdens de nadagen van de zeilvaart", oorspronkelijk 1956, Uitgeverij Hollandia 2001