Ekofisk

Stereomålinger på Ekofisk skal «temme» monsterbølger

Nye stereomålinger på Ekofiskfeltet kan gi mer nøyaktige svar på hvor ofte ekstrembølger opptrer og øke presisjonen på bølgevarslene.

Med matematiske formler og simuleringer finner bølgeforskerne Odin Gramstad og Elzbieta Bitner-Gregersen i DNV GL ny kunnskap om monsterbølgene. 
Med matematiske formler og simuleringer finner bølgeforskerne Odin Gramstad og Elzbieta Bitner-Gregersen i DNV GL ny kunnskap om monsterbølgene.  (Foto: Håvard Solerød )

Nye stereomålinger på Ekofiskfeltet kan gi mer nøyaktige svar på hvor ofte ekstrembølger opptrer og øke presisjonen på bølgevarslene.

  • Maritim

Monsterbølger ble ikke tatt på alvor før. I 1826 kom den franske skipsføreren og vitenskapsmannen Dumont d’Urville i land og fortalte om bølger med opp til 30 meters høyde. Han beskrev bølgene som vegger av vann. Observasjonene hans ble latterliggjort.

Sjefsbølgeforsker Elzbieta Bitner-Gregersen i DNV GL har publisert artikler om monsterbølger som slår fast at de er virkelige og ikke så sjeldne som før antatt.

– Før ble ekstreme noteringer av bølgehøyder på skip ofte avfeid som instrumentfeil. Med plattformene i Nordsjøen fikk vi målinger som ikke lot seg feie under teppet. «Draupner-bølgen», som ble målt til 25,6 meter på Draupner-plattformen i 1995, vakte oppsikt verden over. Den og andre ekstremt høye bølgemålinger, som ble gjort på faste installasjoner i Nordsjøen, intensiverte forskning på sjøtilstander hvor monsterbølger kan oppstå, sier Bitner-Gregersen til Teknisk Ukeblad.

Fokus mot nord

På plattformen Ekofisk Kilo er det montert to videokameraer 28 meter over havnivå. De står fem meter fra hverandre med fokus mot nord.

– På Ekofisk kommer de største bølgene vanligvis fra nord, sier fagsjef ved Meteorologisk institutt, professor Øyvind Breivik.

Foreløpig testes stereomålingene. Senere vil de bli brukt til å validere bølgevarsler.

Stereomålinger: To videokameraer på Ekofisk Kilo gjør det mulig å bekrefte varslinger om høye bølger i Nordsjøen. Foto: Håvard Solerød

– Så langt har vi basert oss på punktmålinger tatt med bøyer i sjøen eller med laser- og radarmålinger fra plattformer eller skip. Bøyene har tendens til å bevege seg utenom de høyeste toppene, mens lasermålingene lar seg lure av bølgeskum. Den største begrensningen er at slike instrumenter kun gir punktmålinger. Fordi stereomålingene er todimensjonale blir det mulig å regne på arealeffekten, det vil si at vi kan regne på sannsynligheten for at en bølge skal nå kjellerdekket (laveste punkt) eller annet sted på plattformen, sier Breivik.

Mens bølgehøyde defineres som forskjellen mellom en bølgetopp og –bunn, er monsterbølger betegnelsen på ekstreme enkeltbølger. Det er bølger som er mer enn dobbelt så høye som den signifikante bølgehøyden (gjennomsnittet av 1/3 av de høyeste bølgene). Hvis signifikant bølgehøyde er én meter, vil bølger på over to meter være definert som monsterbølger. Naturligvis fokuseres det mest på de høyeste monsterbølgene.

– Vi har kunnskap om hvilke sjøtilstander de ekstreme bølgene kan oppstå i. Det inngår i værvarselet. Men monsterbølgene er uforutsigbare. Varslene bør valideres så vi kan se i hvilken grad de stemmer med virkeligheten. Med stereomålinger som kan bekrefte eller avkrefte forekomsten av monsterbølgene, er det mulig, sier Breivik.

Les også

Viktig forskning

Draupner-riggen ble designet for bølger opp mot 20 meter, som ble regnet som titusenårs-bølgen. Draupner-bølgen på 25,6 meter skadet noe teknisk utstyr, men ikke personell. På årets nest siste dag i 2015 slo en bølge inn over boligkvarteret på boreriggen Cosl Innovator i Nordsjøen. Èn omkom og fire ble skadet.

Økt bevissthet om at monsterbølgene eksisterer, i kombinasjon med fokus på klimaendringer, har utløst forskningsmidler. ExWaMar er et norsk prosjekt delvis finansiert av Norges forskningsråd med deltakelse av DNV GL, Meteorologisk institutt og Universitetet i Oslo, som ser på kriterier for varsling av ekstremt høye bølger.

Mer forskning bidrar til å «temme» monsterbølger. Samtidig er det kompliserte regnestykker som må til for å melde sjøtilstander hvor monsterbølgene kan oppstå. Vind, kryssende strømmer, kryssende sjøtilstander (dønning og vindsjø), sted og vanndybde er blant faktorene som må regnes inn.

Les også

Økt sikkerhet

Det er ulike meninger om hvilke følger klimaendringene vil få.

– Siste ord er ikke sagt i debatten om hvordan klimaendringene vil påvirke monsterbølgene, sier senior bølgeforsker i DNV GL, Odin Gramstad, som nylig deltok på en konferanse om monsterbølger i Melbourne, Australia.

Senior bølgeforsker Ole Johan Aarnes ved Meteorologisk institutt i Bergen har sett på data som viser at gjennomsnittlig bølgehøyde globalt vil minske noe frem mot neste århundreskifte i visse geografiske områder, som følge av en varmere klode.

– Ifølge simuleringer vil bølgehøyden sør i Atlanterhavet og Nordsjøen minske, mens den vil øke nord i Norskehavet og Barentshavet. Når sjøisen smelter i Arktis, vil det dannes bølger der sjøen før var dekket av is. Vinden vil få tak over større områder hvilket kan gi større bølger og dønninger i nord, sier Aarnes.

– Stereomålinger gir oss muligheter til å regne på arealeffekten, noe som er viktig for å sikre installasjoner, sier Øyvind Breivik som leder avdeling for oseanograf og marin metereologi ved Meteorologisk institutt i Bergen. Foto: MI

Frekvensen til monsterbølgene er hyppigere enn antatt.

– I et avgrenset havområde kan vi forvente at en monsterbølge oppstår i gjennomsnitt én gang hver åttende dag. Men ikke alle disse bølgene er kritiske med hensyn til designet på skip og plattformer, sier bølgeforsker Bitner-Gregersen hos DNV GL.  I 2017 kom norsk offshore standard NORSOK med en anbefaling om å øke sikkerhetsmarginen på bølge amplitude (avstanden fra middelvannstanden til den øverste delen av bølgen) med 10 prosent for offshore-installasjoner i norske havområder.

En undersøkelse som DNV GL deltok i, som ble fremlagt i 2005, tok utgangspunkt i 270 skipsforlis på 1990-tallet som var registret i databasen til Lloyd’s. Skip har ikke «blackbox» som fly. Forskerne i prosjektet uttalte at de ønsker en «blackbox» om bord for å få eksakte data rundt skipsforlisene og hvilken rolle monsterbølgene spiller. Det var ikke nødvendigvis slik at de høyeste bølgene forårsaket forliset.

Et fellestrekk for mange av skipsforlisene var at de skjedde etter brå skifter i værtype. Presisjon i værvarslinger er således kritisk for arbeidsplassene på sjøen. Stereomålingene gir videre forskning muligheten til å øke presisjonen.

Les også

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå