Golven van afvallige monsters, waarvan ooit werd gedacht dat ze uiterst zeldzaam waren, zijn nu statistisch bevestigd dat ze “altijd” verschijnen dankzij een nieuwe AI-ondersteunde analyse door onderzoekers. Met behulp van honderden jaren aan informatie verzameld uit meer dan 1 miljard golfpatronen hebben wetenschappers die samenwerken tussen de Universiteit van Kopenhagen en de Universiteit van Victoria een algoritmische vergelijking geproduceerd die in staat is het ‘recept’ voor extreme schurkengolven te voorspellen. Door dit te doen lijkt het team ook de opvattingen over oceaanpatronen die teruggaan tot de 18e eeuw omver te werpen.
Ondanks eeuwen van angstaanjagende, onbevestigde geruchten en het scepticisme van landrotten, werden de monsterlijke schurkengolven voor het eerst wetenschappelijk gedocumenteerd in 1995. Maar sinds lasermeetapparatuur op het Noorse Draupner-booreiland onbetwistbaar bewijs verzamelde van een ontmoeting met een 25 meter hoge watermuur, onderzoekers hebben gewerkt aan de studie van de natuurkunde, kenmerken en impact van het oceaanfenomeen. In het daaropvolgende decennium definieerden oceanografen een schurkengolf als minstens tweemaal de “significante golfhoogte” van de formatie, of het gemiddelde van het hoogste derde deel van het golfpatroon. Ze begonnen ook vol vertrouwen ‘enkele redenen’ achter deze verschijnselen te noemen, maar wisten dat er nog veel meer te leren viel.
[Related: New AI-based tsunami warning software could help save lives.]
Maar bijna twintig jaar na Draupner biedt een nieuwe aanpak van onderzoekers met behulp van kunstmatige intelligentie een ongekende analyse via een studie die vandaag is gepubliceerd in Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen.
“Eigenlijk is het gewoon pech als een van deze gigantische golven toeslaat”, zei Dion Hafner, onderzoeksingenieur en eerste auteur van het artikel, in een aankondiging van 20 november. “Ze worden veroorzaakt door een combinatie van vele factoren die tot nu toe niet in één risicobeoordeling zijn samengebracht.”
Met behulp van metingen verkregen van boeien die op 158 locaties in de buurt van Amerikaanse kusten en overzeese gebiedsdelen waren opgesteld, verzamelde het team eerst informatie die equivalent was aan 700 jaar aan informatie over de toestand van de zee, golfhoogten, waterdiepten en bathymetriegegevens. Na het in kaart brengen van alle causale variabelen die van invloed zijn op malafide golven, gebruikten Häfner en zijn collega’s verschillende kunstmatige-intelligentiemethoden om de gegevens te synthetiseren tot een model dat in staat is de waarschijnlijkheid van de vorming van malafide golven te berekenen. (Dit betrof een symbolische regressie die de uitkomst van een vergelijking genereert in plaats van een enkele voorspelling.) Helaas is het onwaarschijnlijk dat de resultaten de angsten zullen wegnemen van iemand die aan thalassofobie lijdt.
“Onze analyse laat zien dat er voortdurend abnormale golven voorkomen”, zei Johannes Gemrich, de tweede auteur van het onderzoek, deze week in een aankondiging. Volgens Gemmrich registreerde het team 100.000 exemplaren van de dataset die overeenkomen met de verklaringen voor de valse golven.
“Dit komt overeen met ongeveer één monstergolf die elke dag op een willekeurige locatie in de oceaan plaatsvindt”, voegde Gemmrich eraan toe, waarbij hij opmerkte dat dit niet noodzakelijkerwijs allemaal “monstergolven van extreme omvang” zijn. Een kleine troost wellicht.
Tot het nieuwe onderzoek geloofden veel experts dat de meeste schadelijke golven ontstonden wanneer twee golven samensmolten tot één enorme berg water. Op basis van de nieuwe vergelijking lijkt ‘lineaire superpositie’ echter de grootste impact te hebben. Dergelijke situaties, voor het eerst gedocumenteerd in de 18e eeuw, doen zich voor wanneer twee golfsystemen elkaar kruisen en elkaar versterken, in plaats van te combineren. Dit vergroot de kans op de vorming van hoge toppen en diepe dalen van enorme golven. Hoewel men denkt dat deze al honderden jaren bestaat, biedt een nieuwe dataset concrete ondersteuning voor dit fenomeen en de effecten ervan op golfpatronen.
[Related: How Tonga’s volcanic eruption can help predict tsunamis.]
En hoewel het waarschijnlijk zenuwslopend is om je voor te stellen dat er elke dag ergens in de wereld een golf van acht verdiepingen hoog opduikt, kan een nieuwe algoritmische vergelijking je in ieder geval helpen weg te blijven van de locaties waar de kans het grootst is dat er op een bepaald moment kwaadaardige golven opduiken. . Voor de gemiddelde persoon zal dit niet vaak van nut zijn, maar voor de naar schatting 50.000 vrachtschepen die dagelijks de wereld rondvaren, zou het integreren van de vergelijking in hun voorspellingsinstrumenten levens kunnen redden.
Dit wetende heeft het team van Hafner hun algoritme, onderzoek en verzamelde gegevens al beschikbaar gesteld als open source-informatie, zodat weerdiensten en overheidsinstanties kunnen beginnen met het identificeren – en vermijden – van gebieden die gevoelig zijn voor golven.