当巨浪——有时高达 30 米，是周围波峰高度的许多倍——突然从海中涌起时，它们对最大的船只也构成严重威胁。与可能发生在大型海底地震之后的海啸不同，这些所谓的巨浪没有已知的明确起源。也无法预测它们。了解它们是如何形成的，是预测它们可能在何时何地出现 的关键。
一组数学家——纽约大学的埃里克·范登-埃金登、意大利都灵大学的乔瓦尼·德马泰斯和米格尔·奥诺拉托以及英国华威大学的托比亚斯·格拉夫克——现在已经展示了一种在大型水箱实验中预测巨浪的新方法。他们的方法借鉴了大量偏差的数学理论，该理论量化了罕见事件是如何发生的。他们将巨浪视为一种称为瞬子的统计实体，瞬子也是粒子物理学、信息论和风险管理计算中出现的一种波形。
科学家们在挪威一个 270 米长的水箱中模拟了波涛汹涌的海况，从而完善了他们的模型，该模型于去年 12 月在《物理评论X》上发表。水箱的机械装置产生了具有研究人员可以选择的特定特征的波浪；通过将定制的波形相互碰撞，他们识别出了厘米级的先兆，这些先兆导致了高达周围波浪五倍高度的波浪。
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大量偏差理论还表明，任何导致显著高度变化的波浪组合都将产生具有一种独特形状的大浪，而与初始条件无关——从数学上讲，波浪形成应采取最有可能导致罕见事件的路线。水箱测量结果证明了这一点。“所有巨浪都是相似的，”范登-埃金登说，“但每个普通波浪都有其自身的普通之处。”
该团队的模型“似乎调和了迄今为止用于解释大浪和巨浪形成的两大主要理论”，意大利海洋科学研究所的研究员阿尔维斯·贝内塔佐说，他没有参与这项研究。一种理论认为，它们来自较小的波浪简单地结合和堆积，另一种理论认为，波浪形状的变化呈指数级地放大了高度差异。这两种模型都未能完全与早期的观测或实验结果相符。
但是，新的计算考虑了这两种效应，这两种效应根据水况以不同的量起作用，并且可以用于估计在任何一组海洋条件下产生巨浪的可能性和高度。该团队乐观地认为，如果将该模型应用于具有风、海流和各个方向运动的真实海洋，则可以将其集成到船舶、塔台和平台上的预测系统中。
“仍然必须进行许多实验，尤其是在实地，”贝内塔佐说。“那是我们想要解释巨浪形成的真正场所。”