Experiments on waves in oil and ice

I prosjektet "Experiments on waves in oil and ice", koplingen mellom bølger, olje og is vil bli undersøkt. Dette innbefatter evnen til å detektere forskjellige aspekter ved overflaten, slik som mengden av olje/is og visko-elastisitet, kun ved observasjon av overflatebølger. Dette fungerer også motsatt. Spredning av olje/is, drift og utviklingen av bølgene kan estimeres hvis mengde og type olje eller is er kjent. Kunnskap om de fysiske prosessene som er påvirker spredning av olje i åpne og isdekte farvann vil bidra til å utvikle teknologi for utbedring av det Arktiske miljøet og reduksjon av miljørisiko forbundet med oljeutslipp. Til dags dato, de viktigste resultatene: -verifisering av teoretisk bølgedemping i laboratoriet -utvikling av bølgesensorer som kan fungere i krevende arktiske omgivelser -teste teorier for bølgeutbredelse i sjøis med feltdata innhentet på Svalbard -studere bølge-indusert transport grunnet interaksjon med overflatebølger og olje eller is -design og installasjon av bølgetank i kaldrom ved UNIS -utvikling og verifisering av nye modeller for bølgedemping pga slush is -resultatene fra dette prosjektet er inkludert i bølgemodellen WAM hos Meteorologisk institutt Flere av disse aktivitetene har blitt publisert i fagfellevurderte tidsskrifter. Dette prosjektet inneholder en unik kombinasjon av felt- og laboratorieforsøk, noe som er sjeldent i moderne vitenskapelige studier, og har potensial til å få en klarere forståelse av de dominerende hydrodynamiske mekanismene forbundet med bølger og olje eller is. Prosjektet er nå avsluttet og det er publisert 31 artikler i vitenskapelige tidsskrifter. Flere artikler er under vurdering. Det er i tillegg holdt 16 foredrag ved faglige konferanser.

-development of open source wave sensors for harsh environment -1 PhD and 3 MSc thesis -31 journal papers -new theories for wave damping in grease ice -damping and drift of ice is included in operational models by Norwegian Meteorological Institute

Investigation of physical processes responsible for the spreading of oil products in ice free and ice covered waters will help to develop technology for the remediation of Arctic environment and reduction of environmental risks in the Arctic associated wi th oil contamination. Surface waves propagating from clean waters into areas covered by a flexible surface cover, e.g. an oil slick or sea ice, will become (a) heavily damped due to frictional forces. The air-sea momentum fluxes that force the oceanic me an flows (b) depend on the waves and hence these will also be affected by the surface cover. In the wave damping process the waves exert a stress on the surface cover, hence (c) inducing mean flows that bring about changes in the surface cover properties, which will in turn impact on (a) the wave damping. Very few studies have considered the full coupling between the waves, the momentum fluxes, and the mean flow, and experimental evidence to validate components of such theories is lacking. The primary aim s of the proposed project are to determine -how different surface covers will damp waves, -how these surface covers impact on the air-sea fluxes, -how much of the lost wave momentum will lead to increased mean flow, -how the near surface turbulence and effective viscosity are affected by the covers. To answer these questions we will use theory, field measurements, and highly accurate laboratory experiments, in an attempt to close the gap between observations and theory. We will also identify and analy se the processes that are most relevant for improving our operational oil spill and sea ice drift models.