miniaturadaimagem|upright=1.3|Um navio mercante trabalhando em mar agitado enquanto uma grande onda se aproxima, Golfo da Biscaia, ca. 1940 upright=1.3|miniaturadaimagem|Embora comumente descrita como um tsunami, a onda retratada em A Grande Onda de Kanagawa por Hokusai é mais provavelmente um exemplo de um grande vagalhão.
Vagalhões são ondas anormalmente grandes, imprevisíveis e de aparecimento súbito que podem ser extremamente perigosas para os navios, mesmo para os grandes. Eles são distintos dos tsunamis, que são causados pelo deslocamento da água devido a outros fenômenos (como terremotos) e muitas vezes são quase imperceptíveis em águas profundas. Na oceanografia, os vagalhões são definidos com mais precisão como ondas cuja altura é mais do que o dobro da altura significativa da onda (H s ou SWH), que por sua vez é definida como a média do maior terço das ondas em um registro de onda. Portanto, vagalhões não são necessariamente as maiores ondas encontradas na água; são, ao contrário, ondas excepcionalmente grandes para um determinado estado do mar. Os vagalhões parecem não ter uma única causa distinta, mas ocorrem onde fatores físicos, como ventos e correntes fortes, fazem com que as ondas se fundam para criar uma única onda excepcionalmente grande. Esse tipo de onda parece ser onipresente na natureza e também ocorre em outros contextos, como no hélio líquido, na óptica não linear, na mecânica quântica, em cavidades de microondas,Rogue quantum harmonic oscillations, Cihan Bayindir, Physica A 547, 124462, 1 de junho de 2020 na condensação de Bose-Einstein,Dynamics of nonautonomous rogue waves in Bose–Einstein condensate, Li-Chen Zhao, Annals of Physics 329, 73-79, 2013 no calor e difusãoRogue heat and diffusion waves, Cihan Bayindir, Chaos, Solitons & Fractals 139, 110047, outubro de 2020 e até em finanças.Financial rogue waves, Yan Zhen-Ya, Communications in Theoretical Physics 54, 5, 2010
Antes consideradas míticas e sem evidências concretas de sua existência, agora está provado que os vagalhões existem e são conhecidos como um fenômeno natural do oceano. Depoimentos de testemunhas oculares de marinheiros e danos infligidos a navios há muito sugerem que eles ocorrem. A primeira evidência científica de sua existência veio com o registro de um vagalhão pela plataforma Gorm no Mar do Norte em 1984. Uma onda destacada foi detectada com uma altura de onda de 11 metros em um estado do mar relativamente baixo. No entanto, o que chamou a atenção da comunidade científica foi a medição digital de uma onda traiçoeira na plataforma de Draupner, também no Mar do Norte, em 1º de janeiro de 1995; chamada de "onda Draupner", teve uma altura máxima de onda registrada de 25,6 metros e elevação de pico de 18,5 metros. Durante esse evento, pequenos danos foram infligidos na plataforma muito acima do nível do mar, confirmando a validade da leitura feita por um sensor a laser apontado para baixo. Sua existência também foi confirmada por vídeo e fotografias, por imagens de satélite, por radar da superfície do oceano, por sistemas de imagem de ondas estéreo, por transdutores de pressão no fundo do mar e por navios de pesquisa oceanográfica. Em fevereiro de 2000, um navio de pesquisa oceanográfica britânico, o RRS Discovery, navegando na Bacia Rockall, a oeste da Escócia, encontrou as maiores ondas já registradas por qualquer instrumento científico em oceano aberto, com um SWH de 18,5 metros e ondas individuais de até 29,1 m. "Em 2004, cientistas usando três semanas de imagens de radar de satélites da Agência Espacial Europeia encontraram dez vagalhões, cada um com 25 metros ou mais."
Um vagalhão é um fenômeno natural do oceano que não é causado pelo movimento da terra, dura apenas brevemente, ocorre em um local limitado e na maioria das vezes acontece muito longe no mar. Eles são considerados raros, mas potencialmente muito perigosos, uma vez que podem envolver a formação espontânea de ondas massivas muito além das expectativas usuais dos projetistas de navios. Vagalhões são, portanto, distintos dos tsunamis, que são causados por um deslocamento maciço da água, geralmente resultante de movimentos repentinos do fundo oceânico, após os quais se propagam em alta velocidade por uma vasta área. Eles são quase imperceptíveis em águas profundas e só se tornam perigosos à medida que se aproximam da costa e o fundo do oceano se torna mais raso; portanto, os tsunamis não representam uma ameaça ao transporte marítimo. (Os únicos navios perdidos no tsunami asiático de 2004 estavam no porto.) Eles também são distintos dos megatsunamis, que são ondas maciças únicas causadas por impacto repentino, como impacto de meteoros ou deslizamentos de terra em corpos d'água fechados ou limitados. Eles também são diferentes das ondas descritas como "ondas centenárias", que é uma previsão puramente estatística da onda mais alta que provavelmente ocorrerá em um período de cem anos em um determinado corpo de água. Está provado que vagalhões são a causa da perda repentina de alguns navios oceânicos. Exemplos bem documentados incluem o cargueiro MS München, perdido em 1978. Um vagalhão foi implicada na perda de outros navios, como o Ocean Ranger, que era uma unidade móvel de perfuração offshore semissubmersível que afundou em águas canadenses em 15 de fevereiro de 1982. Em 2007, a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional dos Estados Unidos (NOAA) compilou um catálogo de mais de 50 incidentes históricos provavelmente associados a ondas violentas.
Registros históricos
Primeiros relatos Em 1826, o cientista francês e oficial da Marinha Francesa, o capitão Jules Dumont d'Urville, relatou ondas de até 33 metros no Oceano Índico com três colegas como testemunhas, mas ele foi ridicularizado publicamente pelo colega cientista François Arago. Naquela época, era amplamente aceito que nenhuma onda poderia exceder 9 m. A autora Susan Casey escreveu que muito dessa descrença veio porque havia muito poucas pessoas que viram um vagalhão e sobreviveram; até o advento dos navios de casco duplo de aço do século XX, "as pessoas que encontravam vagalhões de 30 metros geralmente não voltavam para contar aos outros sobre isso."
Pesquisas pré-1995 Ondas incomuns foram estudadas cientificamente por muitos anos (por exemplo, um estudo de 1834 de uma onda de soliton), mas elas não estavam relacionadas conceitualmente às histórias de marinheiros sobre encontros com ondas gigantescas no oceano.
Desde o século XIX, oceanógrafos, meteorologistas, engenheiros e projetistas de navios têm usado um modelo estatístico conhecido como função gaussiana (ou modelo linear padrão) para prever a altura das ondas, partindo do pressuposto de que as alturas das ondas em qualquer mar são agrupadas de forma compacta em torno de um valor central igual à média do terço maior, conceito conhecido como altura de onda significativa. Em um mar de tempestade com uma altura de onda significativa de 12 m, o modelo sugere que dificilmente haverá uma onda superior a 15 m. Segundo o modelo, uma onda de 30 m poderia de fato acontecer - mas apenas uma vez em dez mil anos (de altura de onda de 12 m). Essa suposição básica foi bem aceita, embora reconhecida como uma aproximação. O uso de uma forma gaussiana para modelar ondas foi a única base de virtualmente todos as publicações sobre o assunto nos últimos 100 anos.
O primeiro artigo científico conhecido sobre "ondas arrepiantes" foi escrito pelo professor Laurence Draper em 1964. Nesse artigo, ele documentou os esforços do Instituto Nacional de Oceanografia no início dos anos 1960 para registrar a altura das ondas, sendo que a maior onda registrada naquela época era de cerca de 20 m. Draper também descreveu buracos de ondas estranhas.
No entanto, mesmo em meados da década de 1990, os textos mais populares sobre oceanografia, como o de Pirie, não continham qualquer menção a vagalhões. Mesmo após a onda Draupner em 1995, a publicação Oceanografia de Gross (1996) apenas mencionou vagalhões e simplesmente declarou que "em circunstâncias extraordinárias, ondas extraordinariamente grandes chamadas vagalhões podem se formar", sem fornecer nenhum detalhe adicional.
Onda Draupner thumb|Gráfico de amplitude medida mostrando a onda Draupner (pico no meio) A onda Draupner foi o primeiro vagalhão a ser detectado por um instrumento de medição. A onda foi registrada em 1995 na Unidade E da plataforma Draupner, um complexo de suporte de gasoduto localizado no Mar do Norte a cerca de 160 km a sudoeste da ponta sul da Noruega.
A plataforma foi construída para suportar uma onda calculada de 1 em 10 000 anos com uma altura prevista de 20 m e era equipada com um conjunto de sensores de última geração, incluindo um gravador de ondas com telêmetro a laser na parte inferior da plataforma. Às 15h do dia 1º de janeiro de 1995, o dispositivo registrou um vagalhão com uma altura máxima de onda de 25,6 m. A elevação do pico acima do nível de água parada foi de 18,5 m. A leitura foi confirmada pelos outros sensores. A plataforma sofreu pequenos danos no evento.
Na área, a altura significativa das ondas foi de aproximadamente 12 m, então a onda de Draupner era duas vezes mais alta e íngreme que suas vizinhas, com características que estavam fora de qualquer modelo de onda conhecido. A onda despertou enorme interesse na comunidade científica.
Pesquisas subsequentes Seguindo as evidências da onda Draupner, as pesquisas na área se tornaram generalizadas. O primeiro estudo científico a provar de forma abrangente que vagalhões existem, claramente fora do intervalo das ondas gaussianas, foi publicado em 1997. Algumas pesquisas confirmam que a distribuição de altura de onda observada em geral segue bem a distribuição de Rayleigh, mas em águas rasas durante eventos de alta energia, ondas extremamente altas são mais raras do que este modelo particular prevê. Por volta de 1997, a maioria dos autores principais reconheceram a existência de vagalhões com a ressalva de que os modelos de ondas eram incapazes de replicar esse fenômeno.
Em 2000, o navio oceanográfico britânico RRS Discovery registrou uma onda de 29 m na costa da Escócia, perto de Rockall. Este era um navio de pesquisa científica e estava equipado com instrumentos de alta qualidade. A análise subsequente determinou que, sob condições severas de vendaval com velocidades do vento em média 21 m/s, um registrador de ondas embarcado em um navio mediu ondas individuais de até 29,1 m da crista ao vale, e uma altura de onda significativa máxima de 18,5 m. Essas foram algumas das maiores ondas registradas por instrumentos científicos até então. Os autores notaram que os modelos modernos de previsão de ondas são conhecidos por subestimar significativamente os estados do mar extremos para ondas com uma altura significativa (Hs) acima de 12 m. A análise deste evento levou vários anos e observou que "nenhuma das previsões meteorológicas e modelos de ondas de última geração — as informações nas quais todos os navios, plataformas de petróleo, pescadores e barcos de passageiros dependem — previu esses gigantes. "Simplificando, um modelo científico (e também um método de projeto de navio) para descrever as ondas encontradas não existia. Essa descoberta foi amplamente divulgada na imprensa, que relatou que "de acordo com todos os modelos teóricos da época, sob este conjunto particular de condições climáticas, ondas desse tamanho não deveriam existir". thumb|esquerda|Uma grande onda elevando-se à popa do navio DELAWARE II, do NOAA, Oceano Atlântico, 2005