當巨浪——有時高達 30 米，是周圍波峰高度的許多倍——突然從海中湧起時，它們對最大的船隻也構成嚴重威脅。與可能發生在大型海底地震之後的海嘯不同，這些所謂的巨浪沒有已知的明確起源。也無法預測它們。瞭解它們是如何形成的，是預測它們可能在何時何地出現 的關鍵。
一組數學家——紐約大學的埃裡克·範登-埃金登、義大利都靈大學的喬瓦尼·德馬泰斯和米格爾·奧諾拉託以及英國華威大學的托比亞斯·格拉夫克——現在已經展示了一種在大型水箱實驗中預測巨浪的新方法。他們的方法借鑑了大量偏差的數學理論，該理論量化了罕見事件是如何發生的。他們將巨浪視為一種稱為瞬子的統計實體，瞬子也是粒子物理學、資訊理論和風險管理計算中出現的一種波形。
科學家們在挪威一個 270 米長的水箱中模擬了波濤洶湧的海況，從而完善了他們的模型，該模型於去年 12 月在《物理評論X》上發表。水箱的機械裝置產生了具有研究人員可以選擇的特定特徵的波浪；透過將定製的波形相互碰撞，他們識別出了釐米級的先兆，這些先兆導致了高達周圍波浪五倍高度的波浪。
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大量偏差理論還表明，任何導致顯著高度變化的波浪組合都將產生具有一種獨特形狀的大浪，而與初始條件無關——從數學上講，波浪形成應採取最有可能導致罕見事件的路線。水箱測量結果證明了這一點。“所有巨浪都是相似的，”範登-埃金登說，“但每個普通波浪都有其自身的普通之處。”
該團隊的模型“似乎調和了迄今為止用於解釋大浪和巨浪形成的兩大主要理論”，義大利海洋科學研究所的研究員阿爾維斯·貝內塔佐說，他沒有參與這項研究。一種理論認為，它們來自較小的波浪簡單地結合和堆積，另一種理論認為，波浪形狀的變化呈指數級地放大了高度差異。這兩種模型都未能完全與早期的觀測或實驗結果相符。
但是，新的計算考慮了這兩種效應，這兩種效應根據水況以不同的量起作用，並且可以用於估計在任何一組海洋條件下產生巨浪的可能性和高度。該團隊樂觀地認為，如果將該模型應用於具有風、海流和各個方向運動的真實海洋，則可以將其整合到船舶、塔臺和平臺上的預測系統中。
“仍然必須進行許多實驗，尤其是在實地，”貝內塔佐說。“那是我們想要解釋巨浪形成的真正場所。”