Открытое море может быть непредсказуемым местом, даже для самого соленого старого морского волка. Даже если вам не нужно сражаться с пиратами или огромным белым китом, всегда есть вероятность, что ваше судно может быть завалено волной-изгоем.
Эти редкие, но мощные волны, способные потопить корабль или затопить нефтяную вышку, могут достигать 80 футов (25 метров) в высоту и возникать, казалось бы, из ниоткуда в открытом океане. Хотя ученые иногда называют их «экстремальными штормовыми волнами», они создаются не погодой, а подводной сейсмической активностью, подобной той, что вызывает волну цунами. Разница между цунами и волной-убийцей заключается в том, что в то время как цунами преодолевает огромные расстояния в открытом океане на высоте всего около метра, превращаясь в монстра, сокрушающего берег, когда достигает суши, волна-убийца выскакивает из глубин. океан без предупреждения - крутая, глубокая стена воды, которая длится всего 20 секунд, прежде чем снова погрузиться в море.
Они могут быть чрезвычайно разрушительными, и до сих пор ученые не смогли придумать формулу, позволяющую предсказать, где и когда они нанесут удар. Но теперь, после десятилетия интенсивных исследований, одна исследовательская группа предложила относительно простое математическое уравнение, которое поможет нам понять, как работают волны-убийцы. Их работа опубликована в текущем выпуске журнала Scientific Reports.
Хотя ученым удалось создать в лаборатории версию волны-убийцы, которая примерно в два раза превышает высоту обычной океанской волны, применив явление, называемое «модуляционная нестабильность», к воде в резервуаре, это невозможно смоделировать точные модели интерферирующих волн, которые перемещаются и взаимодействуют на огромных расстояниях в океане, создавая настоящую динамику волн-убийц.
«Вы должны учитывать нелинейность океана, которая проявляется в отсутствии симметрии между гребнями и впадинами», - сказал Франческо Феделе, профессор Технической школы гражданского и экологического строительства Джорджии. в пресс-релизе.«Эти нелинейные эффекты могут увеличить высоту волны на 15-20 процентов».
На основе данных, собранных по трем волнам-убийцам, измеренным на нефтяных платформах в Северном море в течение десятилетия, исследовательская группа смоделировала интерферирующие волны в океане, которые могли объединиться, чтобы создать эти три волны-убийцы. После долгих математических экспериментов команда создала модели, которые точно предсказали размеры волн.
Используя эту информацию, они смогли описать сложную конвергенцию различных волновых структур, сходящихся вместе с разных направлений в океане, которые в конечном итоге ответственны за создание волны-убийцы. Что интересно, так это то, что механика волн-убийц, кажется, следует моделям, демонстрируемым световыми волнами, а не волнами воды.
" Это потрясающие результаты", - говорит в пресс-релизе исследователь Джон Дадли из Института FEMTO-ST CNRS-Université de Franche-Comté.«Многие из нас потратили годы на изучение эффектов нелинейности в усилении волн, но как ученый важно сохранять непредвзятость. Не нам указывать Природе, как работать - мы должны следовать туда, куда она нас ведет, даже если это означает изменение наших представлений."
Модели, созданные в ходе исследования, могут давать данные, которые помогут судоходным и нефтяным компаниям находить безопасные маршруты доставки или места закачки, возможно, предупреждая их за час о последствиях, вызывающих волны-убийцы, что позволит им избежать проблемных областей.. Но природа редко предсказуема на 100 процентов, и редкое сочетание факторов, влияющих на создание волны-убийцы, довольно случайно.
" Просто плохой день в океане", - говорит Феделе.
Посмотрите это видео о пирате LEGO, у которого был такой плохой день в симуляции волны-убийцы:
Интересно
В 1976 году хит Гордона Лайтфута «Крушение Эдмунда Фицджеральда» повествует о грузовом корабле, который, скорее всего, затонул волной-изгоем на озере Верхнем в 1975 году; Лайтфут написал эту песню, прочитав статью о кораблекрушении в Newsweek.