Блуждающие волны-убийцы гораздо коварней, чем все думали
При разработке инструментов для прогнозирования волн-убийц необходимо тщательно учитывать ветер
Волны-убийцы - гигантские морские коллосы, высота которых вдвое превышает соседние волны. Они возникают, казалось бы ниоткуда, и доходят до высоты десятиэтажного дома - на протяжении веков эти волны-убийцы оставались частью морского фольклора и литературы, но ученые не понимали их механизм образования. Однако новейшие технологии позволили исследователям обнаружить волны-убийцы в море, благодаря чему легенда стала реальностью.
В новом исследовании команда из Мельбурнского университета использовала новую технологию и смогла зафиксировать этот неуловимый и причудливый феномен. В своей работе ученые использовали трехмерную визуализацию океанских волн, чтобы запечатлеть причудливое море, вызывающее печально известное явление, называемое волнами-убийцами, пишет IFLScience.
Самым известным измерением стала волна Драупнера - ее высота достигала 25,6 метра и была зарегистрирована в Северном море 1 января 1995 года. С тех пор было проведено много исследований, но ученые до сих пор не знали, как часто возникали волны-убийцы и можно ли предсказать их появление в океане. В более ранних исследованиях ученые уже обнаружили, что море вокруг волны-убийцы не отличается особыми характеристиками, поэтому сложно проводить сравнения или предусматривать необходимые условия.
В новом исследовании команда ученых на южноафриканском ледоколе S.A. Agulhas-II отправились в Южный океан на поиски буйных волн. Известно, что здесь формируются самые жесткие волны на планете.
Авторы исследования обнаружили, что в хаотической среде океанских волн несколько механизмов порождают "изгоев". Один первичный источник включает в себя перекрытие нескольких волн в одном и том же месте и в одно и то же время. Это приводит к концентрации энергии, что приводит к высоким волнам.
В постоянных условиях океана волны-убийцы, созданные вышеописанным способом, могут возникать лишь раз в два дня в определенном месте. Но океан динамичен, поэтому условия редко остаются постоянными в течение длительного времени, что снижает вероятность возникновения волн-убийц. Перекрытие волн может быть минимальным или отсутствовать даже во время сильных и длительных штормов.
Численные и лабораторные исследования показывают, что сильные ветры способствуют развитию волн-убийц, поскольку они сильнее влияют на некоторые и без того высокие формы волн. Но раньше ветер редко учитывался при изучении волн-убийц. Ветер делает океанские волны все более высокими, длинными и быстрыми. На этой стадии волны "молодые" и нуждаются в ветре, однако это меняется, когда их скорость превзойдет скорость ветра. В этот момент волны перестают ускоряться и достигают своей "зрелой" стадии полного развития.
Благодаря этому процессу ветер создает хаотическую ситуацию, в которой сосуществуют волны разных размеров и направлений. Результаты нового исследования указывают на то, что уникальные морские условия с волнами-убийцами могут возникнуть на ранней стадии, когда волны еще слишком чувствительны к ветру. Это говорит о том, что параметры ветра могут быть недостающим звеном, однако это не все, что следует учитывать.
Мощные волны усиливают друг друга
Волны в океане являются одной из мощнейших природных сил на Земле. Более того, они могут стать еще более мощными в будущем вследствие изменения климата. Если волновое поле имеет огромное количество энергии (когда волны крутые и большинство из них имеют одинаковую амплитуду, длину и направление), другой механизм может спровоцировать образование волн-убийц.
Этот механизм включает в себя обмен энергией между волнами, который приводит к "самоусилению", когда одна волна растет непропорционально за счет своих соседей. И теоретически, как показывает исследование, может увеличить вероятность появления гигантских волн-убийц в 10 раз. Хотя самоусиление проявляется в виде белых шапок - пенистых, воздушных гребней беспокойных волн - до сих пор не было никаких доказательств того, что оно может повысить вероятность возникновения волн-убийц в океане. К сожалению, недавние эксперименты показывают, что именно ветер способен создать условия для создания волн-убийц более распространенными в океане.
Эксперимент в Южном океане
В течение всей экспедиции ученые использовали новый метод трехмерной визуализации для сканирования поверхности океана. Он имитирует человеческое зрение: близко расположенные датчики записывают последовательность одновременных изображений. Затем компьютерные алгоритмы сопоставляют пары из них, чтобы восстановить трехмерную глубину - волнистую поверхность. По мере того, как корабль проходил через несколько штормов, датчики фиксировали данные на разных стадиях роста волн - от самых ранних, подпитываемых ветром, до зрелых, на которые он не влияет.
Результаты показали, что молодые волны демонстрируют признаки самоусиления и повышенную вероятность возникновения волн-убийц. Волны, вдвое выше соседей, команда фиксировала раз в шесть часов. Это отражает то, что сообщают лабораторные модели: морские условия, теоретически более склонные к самоусилению, будут производить больше волн-убийц. При этом в "зрелых" морях вероятность возникновения волн-убийц не наблюдается.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не пропустить важные новости. Подписаться на канал в Viber можно здесь.
