En ny analys som gjorts för att stödja utredningen om lastfartygets El Faros förlisning 2015 har beräknat sannolikheten för en massiv skurkvåg under orkanen Joaquin i oktober samma år - och visat en ny teknik för att utvärdera sannolikheten för oseriösa vågor över rymden och tid.

Använda väder- och havsdata från tidpunkten för sjunkningen, tillsammans med en ny teoretisk modell, en forskare från Georgia Institute of Technology har beräknat att det fanns så mycket som en chans på 130 - över en tidsperiod och ett område - att en skurkvåg 46 fot hög (14 meter) kunde ha inträffat under orkanen. Forskningen, rapporterade 11 september i tidningen Vetenskapliga rapporter , kan hjälpa till att förbättra förutsägelsen av oseriösa vågor för att hjälpa rederier och andra att förstå riskerna med dessa ovanliga vågmönster.

Containerskipet El Faro var på väg till Puerto Rico från Jacksonville, Florida före orkanen Joaquin när den sjönk öster om Bahamas, tar livet av 33 besättningsmedlemmar. Den oseriösa vågstudien gjordes för National Transportation Safety Board som en del av dess utredning av katastrofen.

"Orkaner producerar mycket extrema förhållanden med starka vindar, så du har mycket energiska havsstater som kan öka sannolikheten för dessa händelser, "sa Francesco Fedele, docent vid Georgia Tech School of Civil and Environmental Engineering. "Vi tror att den här första studien av oseriösa vågor som uppstår över rymden och tiden under orkaner kommer att bidra till att förbättra prognoser i realtid för rederier och andra organisationer som behöver förstå risken för extrema händelser i haven."

Rogue havsvågor kan utvecklas till synes från ingenstans för att sänka fartyg och överväldiga oljeplattformar med vattenväggar som är så mycket som 25 meter höga. Vågorna härrör från en kombination av konstruktiv interferens - ett känt vågfenomen - och olinjära effekter specifika för den komplexa dynamiken i havsvågor. Vågorna har observerats i hav runt om i världen, vanligtvis varar bara 20 sekunder eller så innan de försvinner. De skiljer sig från tsunamivågor som kan resa stora avstånd efter att de har skapats av undervattensbävningar eller jordskred.

Fedele och hans kollegor har studerat oseriösa vågor i flera år, och använde 2016 avancerade matematiska tekniker för att utveckla en ny förståelse för hur vågorna bildas. Efter att El Faro sjunkit, Fedele ombads utvärdera sannolikheten för att en oseriös våg kunde ha inträffat under orkanen när fartyget sjönk medan det drev i våldsamma hav efter att ha tappat motorkraft.

Nyckeln till den nya förutsägelsestekniken är redovisning av effekter i rymdtid som kan öka sannolikheten för att ett fartyg stöter på en oseriös våg.

Fedele jämförde denna rumtidsanalys med surfarnas ansträngningar att hitta en stor våg att åka på. Surfare ökar sin sannolikhet att hitta en ovanligt stor våg genom att paddla runt området med mindre vågor nära en strand. Om de finns kvar på ett ställe, de skulle slutligen stöta på en sådan våg, men det kan ta mycket längre tid.

Den teoretiska modellen som utvecklats av Fedele tar hänsyn till fartygets storlek, vilket också ökar chanserna att stöta på en sådan våg. El Faro var 240 meter lång, jämförbar med den typiska våglängden för en skurkvåg. Tidigare oseriösa vågmodeller hade inte beaktat fartygets storlek vid beräkningen av sannolikheten för att stöta på en potentiellt katastrofal våg.

"Ett fartyg som rör sig längs en navigeringsrutt täcker mer rymdtid, öka sannolikheten att den skulle möta en stor våg, "Sa Fedele." Vi simulerade havsstaten vid tidpunkten för sjunkningen, och till det lade vi till förutsägelser om havsförhållandena. Vi gjorde vågsimuleringar baserade på dem för att förstå vilken typ av förhållanden fartyget stötte på. "

Data och simuleringar av väder- och havsförhållanden tillhandahålls av National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Forskarna studerade chanserna för att fartyget skulle stöta på en våg på 14 meter hög - cirka 46 fot. Den mätningen omfattade endast höjden över havets genomsnittliga nivå och tog inte hänsyn till djupet av vågtunnan.

I framtida arbete, forskarna skulle vilja förbättra noggrannheten i sina förutsägelser för att förbättra de oseriösa vågprognosalgoritmerna som används av NOAA.

"Rymd-tidsmodellen som utvecklats för denna studie kan utgöra grunden för nästa generation av vågprognosmodeller för att förutsäga våg extrema och ge tidiga varningar till rederier och andra för att hjälpa dem att undvika farliga områden som riskerar oseriösa vågor, Sa Fedele.