גל פרא

גל ענק בחזית ספינת משא

גל פרא (באנגלית: Rogue wave), המכונה לעיתים "גל משוגע" או "גל קיצוני", הוא גל ים חריג בגודלו המתהווה באופן ספונטני על פני האוקיינוסים ומהווה איום אף לאוניות גדולות. באוקיינוגרפיה גל פרא מוגדר כגל שגובהו כפול מן הגובה הממוצע של שליש הגלים הגבוהים ביותר, שנמדדו ותועדו (מדד SWH).

ממצאים אנקדוטליים על קיום גלי פרא נמצאו בעדויות ספנים ובנזקים שאירעו לספינות בלב ים, אולם מדידה מדעית ראשונה של גל פרא, אשר הוכיחה את קיומו, קוימה ב-1 בינואר 1995 באסדת קידוח נפט בים הצפוני, בשם דרופנר (Draupner). מדידת גובה הגל במכשור שעל האסדה אוששה על ידי הנזקים שנגרמו לאסדה על ידי הגל.

מחקר שנעשה על ידי שימוש בלווייני ראדאר של סוכנות החלל האירופאית בשנת 2001 זיהה באוקיינוסים מספר גלים ענקיים, על פי חתימת הרדאר שלהם, אשר עשויים להעיד על היווצרות גלי פרא באופן קבוע וספונטני באוקיינוסים.

רקע

גל מתואר כצונאמי, הגל המאיים ב"הגל הגדול מול קנאגאווה" מאת הוקוסאי דוגמה לגל חורג גדול.

גלים חריגים הם תופעה שמתרחשת במים פתוחים, שבה רוחות, זרמים, ונסיבות אחרות גורמות לגל להיווצרות גל גדול בהרבה מהגל הגדול "הממוצע" באותו זמן ומקום. הפיזיקה הבסיסית שמאפשרת תופעות כמו גלים חריגים היא שגלים שונים יכולים לנוע במהירויות שונות, ולכן הם יכולים "להצטבר" בנסיבות מסוימות. בעומק האוקיינוס המהירות של גל פרופורציונלית לשורש הריבועי של אורך הגל - מרחק בין שיא לשיא בין גלים סמוכים. עם זאת, מצבים אחרים יכולים גם להוליד גלים חריגים, במיוחד מצבים כאשר השפעות לא-ליניאריות או חוסר יציבות יכולות לגרום לאנרגיה לנוע בין גלים ולהתרכז בגל גדול במיוחד לפני חזרה לתנאים "נורמליים".

תיאורי גלים חריגים נחשבו בעבר לאגדות באמונות ימאים וחסרי הוכחות מוצקות לקיומם. החל מסוף המאה ה-20 גלים חריגים מוכחים כקיימים, וידועים כתופעה טבעית באוקיינוס. עדות ראייה של יורדי ים ונזקים שנגרמו לכלי שיט מראים שהם מתרחשים. העדות המדעית הראשונה לקיומם הגיעה עם הקלטת גל חריג על ידי פלטפורמת גורם, במרכז הים הצפוני בשנת 1984. בהקלטה זוהה גל בולט בגובה של 11 מטר, במצב ים נמוך יחסית. תשומת הלב של הקהילה המדעית הופנתה למדידה הדיגיטלית של גל חריג שנקלטה בפלטפורמת Draupner בים הצפוני ב-1 בינואר 1995. התופעה שנקראת "גל דראופנר", היה לו גובה גל מרבי מתועד של 25.6 מטר. במהלך אותו אירוע, גרם הגל נזק קל לרציף בגובה הרבה מעל פני הים. דבר המאשר את תקפות הקריאה שנעשתה על ידי חיישן לייזר מכוון למטה. קיומם של גלים חריגים אושר מאז גם על ידי סרטוני וידאו, תצלומים, תמונות לוויין, ומכ"ם של פני האוקיינוס.

מאגדה למציאות

במשך תקופה ארוכה נחשבו סיפורים על גלי פרא כאגדות, אולם החל מן העשור האחרון של המאה ה-20 החל להיאסף מידע מדעי המוכיח כי מדובר בתופעת טבע לא נדירה, המתרחשת באוקיינוסים, אלא שלרוב, אוניות וספינות ענק נתקלות בה לעיתים נדירות.

רישום מודד הגלים של אסדת קידוח הנפט דרופנר, מיום 1 בינואר 1995, בו תועד גל פרא שגובהו בולט באופן קיצוני מעל גלי הסערה. גובהו הוערך ב-18.5 מטר, פי שלושה מן הגובה הממוצע של שאר הגלים בסרט תיעוד זה.

תמונה זו מוצגת בוויקיפדיה בשימוש הוגן.
נשמח להחליפה בתמונה חופשית.

אין זה מחזה נדיר לראות גלי סערה באוקיינוס המגיעים לגובה 7 מטר ובסערות עזות אף ל-15 מטר. אולם לאורך דורות כלל הפולקלור של ימאים סיפורים על גלי ענק מפלצתיים המגיעים בגובהם לכ-30 מטר (בדומה לגובהו של בניין ממוצע בן 10 קומות), היכולים לכאורה להופיע לפתע ללא כל אזהרה באמצע הים, בניגוד לכיוון הזרמים וכיוון הגלים הממוצעים, ולעיתים אף במזג אוויר בהיר ויפה ועם ים "שקט".

על פי הפולקלור, גלים כאלה נראו כמעט כקיר אנכי של מים שלפניו שפל כה עמוק עד שזכה לכינוי "חור בים". סיכויי הינצלותה של אונייה הנתקלת בגל בעל עוצמה שכזו הם קלושים. גל עצום כזה מפעיל לחץ העלול להגיע ל-100 טון למטר רבוע על גוף האונייה וכמעט לבטח היא תשקע בים בתוך שניות. אוניות רגילות מתוכננות לשרוד ללא פגע סערות עם גובה גלים של לפחות 15 מטר ולחץ של לפחות 15 טון למטר רבוע על גוף האונייה.

אוניות הבנויות לחציית אוקיינוסים יכולות אף לעמוד בגלים בגבהים של לפחות 20 מטר, עם לכל היותר נזק כלשהו לשלד הספינה, אך מבלי שתטבע.

במשך תקופה ארוכה התייחסו מדענים לסיפורי הימאים על גלי ענק פראיים כסיפורי פולקלור שאין להם בסיס במציאות, תוך שהם מצביעים על מודלים מתמטיים מהם נובע כי גלי אוקיינוס שגובהם מעל 15 מטר הם אירוע כה נדיר שהוא עלול להתרחש "אחת ל-10,000 שנה".

טביעתן הפתאומית של ספינות ענק בלב אוקיינוסים, ללא הסבר מספק אחר, יוחסה לעיתים קרובות לגלי פרא. אולם, אף שמדובר בהסבר אפשרי לטביעת ספינות פתאומית, עד היום לא הוכחה השערה זו, היות שבאותם מקרים לא נותרו עדויות אנשי צוות לאחר טביעת הספינה. אחד האירועים הבודדים שבהם קיימות ראיות עקיפות, המצביעות על גל פרא כגורם לטביעת ספינה, הוא טביעתה של ספינת המשא "מינכן" (MS München) בשנת 1978. הספינה, אשר הייתה רק בת שש שנים בעת טביעתה, טבעה לפתע בלב-ים ללא ניצולים. בין שרידיה המעטים נמצאה סירת הצלה, אשר בעיתות שגרה הייתה תלויה בגובה 20 מטר מעל פני המים ואשר לא שוגרה מן הספינה בטרם טביעתה. אחד מן הפינים המחברים את הסירה אל גוף האוניה נמצא כשהוא מעוקם. לנוכח ראיה זו הסיק בית דין ימי אשר דן בנסיבות הטביעה, כי היא נגרמה כתוצאה מ"מזג אוויר גרוע שבמהלכו התרחש אירוע חריג". לדעת מומחים היה זה גל פרא אשר הפך את הספינה על צידה וגרם לטביעתה.

מידע שהתקבל ממכשור על גבי מצופים אשר עגנו במפרץ מקסיקו בעת סופת ההוריקן קתרינה הצביע אף הוא על קיומם של גלי ענק בעת הסופה. הדעה המקובלת היום היא כי גלי ענק נוצרים בכל האוקיינוסים בעולם פעמים רבות מדי שנה. גילוי זה הניע בחינה מחודשת באשר לסיבות להיווצרות גלים אלה וכן בחינה מחדש של השלכות גילוי זה על הנדסת ספינות המפליגות בלב אוקיינוסים.

יש להבחין בין גל פרא לבין צונאמי. גלי צונאמי הם גופי מים גדולים הנעים למרחקים גדולים, במהירות ובגובה אשר כמעט ולא ניתן להבחין בו בעומק הים. הצונאמי הופך לגורם סכנה רק כאשר הוא מתקרב לחוף ולכן אינו מהווה סכנה לספינות בלב ים. כך, הספינות היחידות שטבעו בעת הצונאמי שנוצר לאחר רעידת האדמה והצונאמי באוקיינוס ההודי (2004), היו אלה שעגנו בנמלים.

מנגד, גל פרא הוא אירוע מוגבל יחסית במקום ובזמן, המתרחש בדרך כלל בלב ים, ושם הוא עלול להיות מסוכן מאוד. חוסר האמון בדיווחים על גלים חריגים, נבע ממיעוט העדויות והעדר הסבר הגיוני לתופעה. עד הופעתן של אוניות פלדה בעלות דופן כפולה במאה ה-20 אנשים שנתקלו בגלים גבוהים של 30 מטר בדרך כלל לא שרדו בכדי להעיד על התופעה.

מפגשים עם גלי פרא

לעיתים קרובות, בתרבות הפופולרית, גל ענק מקוטלג באופן שגוי כגל פרא, בעוד שלא הוכח ולרוב לא ניתן לקבוע שהאירוע המדווח הוא גל פרא במובן המדעי. כלומר בעל אופי שונה מאוד במאפיינים מן הגלים שמסביב באותו מצב ים ועם הסתברות נמוכה מאוד להתרחשות לפי תהליך מקרי ארגודי התקף עבור תאוריית הגלים הליניאריים.

המאה ה-19

בשנת 1826, המדען הצרפתי קפטן ז'ול דומונט ד'אורוויל דיווח על גלים בגובה של 33 מטר באוקיינוס ההודי עם שלושה חוקרים עמיתים כעדים. ולמרות זאת הוא נעשה ללעג על ידי מדען אחר פרנסואה אראגו. באותה תקופה רווחה הדעה ששום גל לא יכול לחרוג מ-9 מטר. דומונט ד'אורוויל, בסיפורו, הביע את הדעה שהגלים הגיעו לגובה של 'לפחות 80 עד 100 רגל'. בעידן שבו הובעו דעות ששום גל לא יעלה על 30 רגל, ההערכות של דומונט ד'אורוויל התקבלו, כך נראה, בספקנות מסוימת.

מגדלור פלנן

• מגדלור אי הנשר 1861 – מים ניפצו את זכוכית המגדל המזרחי של המבנה והציפו אותו, מה שמרמז על גל שעלה על הצוק בגובה 40 מטר עד גובה החלון לפחות.
• מגדלור פלנן (Flannan Isles Lighthouse) 1900 – שלושת שומרי המגדלור נעלמו לאחר סערה. ציוד שנפגם מעוצמת הגל נמצא בגובה 34 מטר מעל פני הים.

המאה ה-20

אוניית הנוסעים הגרמנית הנסיך וילהלם.

• אוניית הנוסעים הגרמנית "הנסיך וילהלם" (SS Kronprinz Wilhelm) ב-18 בספטמבר 1901 הייתה אז אונית הנוסעים המודרנית ביותר בתקופתה זוכת פרס "הרצועה הכחולה" במסע הבכורה שלה משרבורג לניו יורק נפגעה על ידי גל ענק. הגל הכה את האונייה חזיתית.
• אוניית הנוסעים הבריטית לוסיטניה (RMS Lusitania) – בליל ה-10 בינואר 1910, פגע גל של 23 מטר בחרטום האונייה וגרם נזק בסיפון הצופים וניפץ את חלונות הגשר.
• במסע הסירה ג'יימס קיירד נתקל ארנסט שקלטון בגל שהוא כינה "ענק" בזמן השייט בסירת הצלה מאי הפיל לאי דרום ג'ורג'יה.
• אוניית הנוסעים הבריטית "הומריק" (RMS Homeric (1913)) נפגעה בשנת 1924 מגל של 24 מטר בזמן הפלגה בסערת הוריקן מול החוף המזרחי של ארצות הברית. הגל פצע שבעה אנשים, ניפץ חלונות ואשנבים רבים, סחף את אחת מסירות ההצלה וניתק כיסאות ואביזרי סיפון אחרים מהחיבורים שלהם.
• אוניית צי ארצות הברית "רמפאו" (USS Ramapo (AO-12)) – נפגעה בשנת 1933 מגל שגובהו 34 מטר.

אוניית המשא האמריקית "אדמונד פיצגרלד".

• האונייה "המלכה מרי" בשנת 1942 - נדחקת מהצד על ידי גל 28 מטר. קיבלה הטיה כ-52 מעלות לזמן קצר לפני שחזרה והתיישרה.
• האונייה האיטלקית "מיכאלאנג'לו" סופגת בשנת 1966 מכה מגל פרא של 24 מטר. חלון זכוכית כבדה התנפץ, מעל קו המים. שלושה אנשים מצאו את מותם, נבקע חור במבנה העליון.
• אונית המשא האמריקית "אדמונד פיצגרלד" (Edmund Fitzgerald) טבעה בשנת 1975 בימת סופריור עם כל 29 אנשי צוותה. דו"ח של משמר החופים האשים את כניסת המים לפתחים, שמילאו בהדרגה את ההחזקה, או לחלופין טעויות בניווט. עם זאת, ספינה סמוכה אחרת, (Arthur M. Anderson), נפגעה באותו זמן דומה משני גלים חריגים ואולי גם שלישי, ונראה היה שהדבר גרם לטביעה כעבור כעשר דקות.
• אוניית המשא הגרמנית "מינכן" (MS München) – אבדה בשנת 1978 בים עם כל 28 אנשי צוותה. והותירה רק שברים מפוזרים וסימני נזק פתאומי כולל כוחות קיצוניים 20 מעל קו המים. סביר כי טבעה בגלל גל פרא, כנראה היה מעורב יותר מגל אחד.
• (Esso Languedoc) בשנת 1980 שטף גל בגובה 30 מטר את הסיפון המכלית הצרפתית ליד דרבן, דרום אפריקה. הגל צולם על ידי הקצין הראשון.
• ה"דרבישייר" (MV Derbyshire) אבדה בשנת 1980 בסערת "טייפון אורכיד" מדרום ליפן יחד עם כל הצוות שלה. מחקר אינו שולל שנתקלה בגל פרא.
• מגדלור פאסטנט בים האירי נפגע בשנת 1985 על ידי גל פרא בגובה 48 מטר.
• גל Draupner בשנת 1995 הגל החריג הראשון שאושר באמצעות ראיות מדעיות, היה לו גובה מרבי של 26 מטר.
• אוניית הנוסעים הבריטית (Queen Elizabeth 2) – נתקלה ב-1995 בגל פרא בגובה 29 מטר בצפון האוקיינוס האטלנטי, במהלך "הוריקן לואיס". רב החובל תיאר שהגל "יצא פתאום מהחושך ונראה כמו הצוקים הלבנים של דובר."
• בחודש פברואר 2000 נתקלה ספינת מחקר אוקיינוגרפי בשקע רוקל (Rockall Trogh), מערבה לסקוטלנד, בגלים הגבוהים ביותר שתועדו אי פעם במכשור מדעי בים הפתוח, הגבוה שבהם היה בגובה 29.1 מטר מפסגת הגל ועד לשפל, אולם גל זה לא התאים להגדרת "גל פרא" היות שהגובה הממוצע של שליש הגלים הגבוהים שנמדדו באותה עת היה 18.5 מטר (יותר ממחצית גובה הגל הגבוה ביותר).

המאה ה-21

• מעבדת המחקר של צי ארצות הברית זיהו בשנת 2004, באמצעות חיישן לחץ בקרקעית האוקיינוס גל חריג שנגרם על ידי הוריקן איבן במפרץ מקסיקו. הגל היה בסביבות 27.7 מטר מפסגה לשפל, ואורך כ-200 מטר. דגמי המחשבים שלהם גם הצביעו על כך שייתכן שהגלים עברו את ה-40 מטר בעין הסערה.
• בלדה אלאוטית, בים ברינג, בשנת 2005 צילומים של מה שמזוהה כגל חריג מופיעים בפרק של הסרט. הגל פוגע בספינה בלילה ומשתק את הכלי, מה שגורם לספינה לנטות לזמן קצר על צידה.

האוניה לואיס מג'סטי - קראון איריס, בשנת 2018

• בשנת 2006, חוקרים מהמכון הימי של ארצות הברית החזיקו בתיאוריה שגלים פראיים עשויים להיות אחראים לאובדן בלתי מוסבר של מטוסים בטיסות נמוכות, כגון משמר החופים של ארצות הברית מסוקים במהלך משימות חיפוש והצלה.
• האונייה (Louis Majesty) נפגעה בחודש מרץ 2010 בשלושה גלים רצופים של 8 מטר בעת חציית מפרץ ליון בהפלגה בים התיכון בין קרטחנה (ספרד) ו-מרסיי (צרפת). שני נוסעים נהרגו מזכוכית חלון טרקלין שנופץ על ידי הגל השני והשלישי. הגלים, שפגעו ללא אזהרה, כולם היו גבוהים באופן חריג ביחס לגלי הים בזמן התקרית.
• בשנת 2019, יצר "הוריקן דוריאן" גל פרא בגובה 30 מטר ליד ניופאונדלנד.

שכיחות

מידע שהתקבל מלוויינים בשנים האחרונות מאשש את הטענה כי גלים עד לגובה של 30 מטר שכיחים הרבה יותר ממה שנחזה על פי תורת ההסתברות, העושה שימוש בהתפלגות ריילי לצורך חיזוי גובה גלים. בפרויקט מקסווייב (MaxWave) של סוכנות החלל האירופאית נחקרו פני האוקיינוס באמצעות צילומי שני לווייני ראדאר, לאורך תקופה של שלושה שבועות בשנת 2001. במחקר תועדו 30,000 צילומים של קטעים שממדיהם 10X5 ק"מ בכל פעם, סך הכל תועד שטח של 1.5 מיליון קמ"ר מפני הים. עשרה גלי ענק (מעל גובה של 25 מטר) זוהו בתמונות הללו, גל ענק אחד בממוצע ל-150,000 קמ"ר משטח פני הים. המחקר הוכיח כי תופעת גלי הפרא איננה נדירה ומתרחשת באופן טבעי באוקיינוסים.

בינואר 2018 תועד גל פרא מול חופי ישראל. התיעוד נשען על מדידות מד הגלים ועל מחקר שהחל במכון הישראלי לחקר הנדסה ימית בטכניון.

בשנת 2022 ב-9 בדצמבר נהרגה נוסעת אמריקנית מגל פרא שפגע בספינת טיולים ששטה לכיוון אנטארקטיקה.

גורמים

תופעת גלי פרא נמצאת עדיין בשלבי מחקר ראשוניים יחסית, וגורמיה של תופעה זו טרם התבררו עד תומם. עם זאת, מן המידע שנאסף עד כה, נמצא כי גלי פרא מתרחשים בשכיחות גבוהה יותר במקום שבו זרמי ים חזקים נעים נגד הכיוון הכללי של הגלים. מסיבה זו, האזור הסמוך לכף אגולס מול הקצה הדרומי של יבשת אפריקה הוא אזור המועד לגלי פרא. אולם, כיוון שהסבר זה אינו מספק לגבי גלי פרא שנמצאו באזורים אחרים של האוקיינוסים, נראה שקיימים גורמים נוספים לתופעה.

סיווג גלי פרא

עד היום זוהו שלושה סוגים של גלי פרא:

• "קיר מים" - גל פרא הנע באוקיינוס עד למרחק של 10 ק"מ.
• "שלוש אחיות" - קבוצה של שלושה גלי פרא עוקבים.
• "גל סערה פראי בודד" היכול להתנשא לגובה הגדול פי ארבעה מגובה הגלים האחרים שסביבו, והוא נעלם בתוך שניות.

ראו גם

• גלי ים
• אוקיינוגרפיה
• צונאמי
• המכון הישראלי לחקר הנדסה ימית

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא גל פרא בוויקישיתוף

• Freak waves, rogue waves, extreme waves and ocean wave climate מאמר באנגלית על גלי פרא מן המחלקה למתמטיקה באוניברסיטת ברגן, נורווגיה.
• The Storm: "Stolt Surf" in the North Pacific, 1977 תיאור כתוב ומצולם של גל פרא אשר שטף מכלית בזמן סערה באוקיינוס השקט, כולל תיעוד נזקי הגל.
• רן לוי, "הידען", גלי פרא: סיפורם של גלי הענק שהמדע לא הכיר, באתר ynet, 2 במרץ 2008
• רן לוי, גלי פרא:מפלצות הים שהמדע לא הכיר, "בין גלים" ספטמבר 2013, עמ' 40.
• [1] (אורכב 30.09.2017 בארכיון Wayback Machine) פרק 21 העוסק בגלי פרא, מתוך הפודקאסט עושים היסטוריה של רן לוי.
• סוזן קייסי, הגל: במרדף אחר החריגים, הפריקים וענקי האוקיינוס, אנקור קנדה 2011.
• קרייג בי סמית' גלים קיצוניים, הוצאת ג'וזף הנרי, 2006.
• כריסטיאן חריף, יפים פלינובסקי, אלכסיי סלוניאייב, גלים חריגים באוקיינוס, הוצאת ספרינגר שנת 2008.
• ג'ון גרו, קרסטן טרולסן, גלים בנוזלים גיאופיזיים: צונאמי, גלי חריגים, גלים פנימיים וגאות פנימית, ספרינגר שנת 2007.
• יפים פלינובסקי, כריסטיאן חריף, גלי אוקיינוס קיצוניים הוצאת ספרינגר, 2015.
• ברוס פרקר, כוחו של הים: צונאמי, נחשולי סערה, גלים חריגים והמסע שלנו לחזות אסונות, הוצאת סנט מרטין, 2012.
• ג.ב. זירקר, מדע גלי האוקיינוס: אדוות, צונאמי וים סוער, הוצאת JHU שנת 2013.
• אלפרד אוסבורן, גלי אוקיינוס לא ליניאריים והתמרת הפיזור ההפוכה, עיתונות אקדמית, 2010.
• מייקל אי. מקורמיק, מכניקת הנדסת אוקיינוס: עם יישומים, אוניברסיטת קיימברידג' 2010.
• צ'רלי ווד, התיאוריה המאוחדת הגדולה של גלי נוכלים,מגזין קוונטה, 2020
• סוור, אירוע גלים חריגים בדראופנר 1995, 2003.
• על פסגה של גל חריג אוניברסיטת אוקספורד.
• החודש בהיסטוריה של הפיזיקה 1 בינואר 1995: אישור לקיומם של גלים חריגים האגודה הפיזיקלית האמריקאית, 2020.