Plötzlich können große Wellen auftauchen und Schiffe und Bohrinseln bedrohen. Nun konnte ein künstliches Intelligenzsystem, das auf Daten aus Hunderten von Jahren trainiert wurde, vorhersagen, wann diese riesigen Wellen auftreten werden, und neue Prinzipien ihrer Entstehung aufdecken.
Große Wellen müssen nicht die größten Wellen im Ozean sein – per Definition müssen sie nur mindestens doppelt so hoch sein wie die umgebenden Wellen. Sie entstehen durch das Zusammenspiel von Meeresströmungen und Winden usw., was sie von zerstörerischeren Wellen wie Tsunamis unterscheidet, die durch seismische Aktivität verursacht werden.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass Schurkenwellen nicht grundsätzlich gefährlich sind. Sie können Schiffe und Bohrinseln beschädigen, und was die Sache noch schlimmer macht, sie erscheinen scheinbar zufällig. Wissenschaftler haben zuvor versucht, sie mit nur wenigen Minuten Vorwarnung vorherzusagen, aber ein umfassendes neues System könnte eine viel umfassendere Warnung liefern.
Forscher der Universität Kopenhagen haben zunächst große Mengen an Wellendaten in ein System der künstlichen Intelligenz eingespeist. Die Daten werden von Bojen gesammelt, die sich an 158 Standorten auf der ganzen Welt befinden, alle 24 Stunden am Tag arbeiten und Daten aus mehr als 700 Jahren und mehr als 1 Milliarde Wellen sammeln.
„Unsere Analyse zeigt, dass ständig abnormale Wellen auftreten“, sagte Johannes Gemmrich, der Zweitautor der Studie. „Tatsächlich wurden in unserem Datensatz 100.000 Wellen aufgezeichnet, die als Schurkenwellen definiert werden könnten. Das entspricht einer Riesenwelle jeden Tag, überall im Ozean.“
Durch Analysen stellte das Forscherteam fest, dass die häufigsten Ursachen für „große Wellen“ nicht den Vorstellungen der Wissenschaftler entsprechen. Dies geschieht durch ein Phänomen, das als lineare Überlagerung bekannt ist und bei dem sich zwei Wellensysteme überschneiden und kurzzeitig gegenseitig verstärken.
„Das Risiko sehr großer Wellen entsteht, wenn zwei Wellensysteme auf See so aufeinander treffen, dass die Wahrscheinlichkeit hoher Wellenkämme und tiefer Wellentäler steigt“, sagte Dion Häfner, Hauptautor der Studie. "
Das Team sagt, dass ihr neuer Algorithmus auf die von den Bojen empfangenen Daten angewendet werden kann, um eine Warnung auszulösen, wenn in einem bestimmten Wasserbereich die genaue Kombination von Risikofaktoren für raue Wellen auftritt. Reedereien können diese Informationen nutzen, um bei Bedarf alternative Routen zu planen.
Die Forschung wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.