Une expédition de l'Université de Melbourne dans les eaux les plus méridionales entourant l'Antarctique a découvert que le vent entraîne la formation de vagues scélérates colossales et que ces vagues imprévisibles se produisent plus fréquemment que les scientifiques ne le pensaient auparavant, fournissant des informations cruciales pour éclairer les futurs modèles de prévision des vagues scélérates. P>

Une vague scélérate est une houle unique beaucoup plus forte que les vagues voisines, qui peut endommager les navires ou les infrastructures côtières. Les vagues océaniques comptent parmi les forces naturelles les plus puissantes sur Terre, et comme les tendances mondiales suggèrent que les vents océaniques souffleront plus fort en raison du changement climatique, les vagues océaniques pourraient devenir plus puissantes.

Dans une étude publiée dans Physical Review Letters , l'équipe de recherche dirigée par le professeur Alessandro Toffoli a découvert que les vagues scélérates émergent de forces de vent fortes et de modèles de forme d'onde imprévisibles, confirmant une idée précédemment démontrée uniquement dans des expériences en laboratoire.

Le professeur Toffoli a déclaré :« Les vagues scélérates sont colossales – deux fois plus hautes que les vagues voisines – et semblent sortir de nulle part. »

En utilisant une technologie de pointe et en se lançant dans une expédition dans l’un des royaumes océaniques les plus instables de la Terre, l’équipe de recherche a déployé une nouvelle technique d’imagerie tridimensionnelle des vagues océaniques. En utilisant des caméras stéréo à bord du brise-glace sud-africain SA Agulhas II lors de l'expédition en Antarctique en 2017, ils ont capturé des informations rares sur le comportement des vagues dans cette région reculée.

Leur méthode, imitant la vision humaine grâce à l'imagerie séquentielle, a permis à l'équipe de reconstruire la surface ondulée de l'océan en trois dimensions, offrant une clarté sans précédent sur la dynamique des vagues océaniques.

La première mesure scientifique d'une vague scélérate a été la vague Draupner de 25,6 mètres, enregistrée dans la mer du Nord en 1995. 16 incidents suspects de vagues scélérates ont été signalés au 21e siècle.

"Les mers agitées et les vents violents de l'Antarctique peuvent provoquer une "auto-amplification" de grosses vagues, ce qui entraîne une fréquence d'ondes scélérates que les scientifiques avaient théorisée pendant des années, mais qu'ils n'avaient pas encore pu vérifier dans l'océan", a déclaré le professeur Toffoli.

S'appuyant sur des études numériques et en laboratoire suggérant le rôle du vent dans la formation des vagues scélérates, les observations de l'équipe de recherche ont permis de valider ces théories dans l'environnement océanique réel.

"Nos observations montrent maintenant que des conditions de mer uniques avec des vagues scélérates surviennent pendant le stade "jeune" des vagues, lorsqu'elles sont le plus sensibles au vent. Cela suggère que les paramètres du vent sont le chaînon manquant", a déclaré le professeur Toffoli.

"Le vent crée une situation chaotique où coexistent des vagues de dimensions et de directions différentes. Le vent fait croître les jeunes vagues plus hautes, plus longues et plus rapides. Au cours de cette auto-amplification, une vague croît de manière disproportionnée aux dépens de ses voisines.

"Nous montrons que les jeunes vagues montrent des signes d'auto-amplification et sont plus susceptibles de devenir des voyous à cause du vent. Nous avons enregistré des vagues deux fois plus hautes que leurs voisines une fois toutes les six heures", a déclaré le professeur Toffoli.

"Cela reflète les modèles de laboratoire :les conditions de mer théoriquement plus sujettes à l'auto-amplification produisent davantage de vagues scélérates. En revanche, nous n'avons détecté aucune vague scélérate dans les mers matures, qui ne sont pas affectées par le vent."

Le professeur Toffoli a souligné l'importance cruciale de l'intégration de la dynamique du vent dans les modèles prédictifs pour la prévision des vagues scélérates.

"Cela montre que lors du développement d'outils de prévision des vagues scélérates, les scientifiques doivent prendre en compte le vent."

Plus d'informations : A. Toffoli et al, Observations des mers rebelles dans l'océan Austral, Physical Review Letters (2024). DOI :10.1103/PhysRevLett.132.154101. Sur arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2310.01841

Informations sur le journal : Lettres d'examen physique , arXiv

Fourni par l'Université de Melbourne